Автор, тестер, специалист ВИЭ
0,0
рейтинг
4 марта 2015 в 08:21

Полная энергетическая автономия или как выжить с солнечными батареями в глубинке (часть 2. практическая)



Реальная солнечная автономка для конечного пользователя состоит из потраченных денег, проб, монтажа устройств и обучения домочадцев пользоваться электричеством экономно. Причем, на последний пункт стоит обратить внимание особо, поскольку автономка предполагает совершенно особый подход к расходу энергии и даже перестройке привычных действий.





Так как солнечные батареи являются самой видимой частью системы, да еще и преобразуют энергию солнца в электрическую, то начать стоит именно с них. Есть два пути получения солнечной батареи: сделать самому или купить готовое. Сразу скажу, что итоговая стоимость конечного продукта при изготовлении нескольких панелей и без опыта обойдется примерно в ту же сумму, что и готовая панель той же мощности, но произведенная на заводе. Но ведь интересно сделать самому.
Тут надо опять добавить немного теории. Существуют три доступных покупателям, за вменяемые деньги, технологии солнечных батарей, состоящих из разных ячеек: монокристаллического, поликристаллического и аморфного кремния. Различаются они структурой и это даже видно на глаз. Я постараюсь рассказать максимально просто, а желающие окунуться в разницу химических составов могут посмотреть информацию сами — не стоит перегружать статью.
Аморфный кремний — самая перспективная технология изготовления. Позволяет изготавливать гнущиеся панели и вырабатывать ток при рассеянном свете, то есть в пасмурную погоду, но довольно быстро деградируют, что выражается в снижении КПД.
Монокристалл — чистые ячейки из первичного кремния. Как правило, черные пластины без вкраплений, почти квадратной формы со скругленными краями. Иногда распиливаются пополам для увеличения напряжения линии элементов.
Поликристалл — ячейки из вторичного кремния или не очень чистого. Вероятно, используется лом монокристалла.

Типы батарей расположены по убыванию их стоимости. И если второй и третий варианты еще близки, то первый заметно вырывается в стоимости, да и со временем снижает выработку энергии. Для изготовления собственной Солнечной Панели (далее СП или СБ — Солнечная Батарея) в Китае была заказана партия солнечных элементов класса Grade B ( почитать про классификацию элементов можно ТУТ) количество на пару СБ. Необходимо проверить, чтобы в комплект включали распаечные коробки, шины для соединения ячеек между собой и хотя бы пару метров кабеля. Там же были заказаны разъемы MC4 для подключения батарей. В России было заказано изготовление просветленного закаленного стекла толщиной 4 мм. Такая толщина обусловлена необходимостью защититься от всяких сосулек(града) и прочих погодных условий (целенаправленный удар камнем вряд ли переживет), а просветленное стекло нужно для увеличения КПД элементов. Для обрамления стекла, защиты от сколов и удобства монтажа был закуплен алюминиевый уголок 30х30 и необходимый крепеж к нему. Для подключения солнечных батарей к системе был выбран многожильный медный кабель с сечением 6 мм кв. Для зарядки был заказан в том же Китае контроллер PWM, а для питания устройств 220В — простой автомобильный инвертер мощностью 100 китайских Ватт. Позже я объясню разницу между обычными и китайскими Ваттами.

Энергетическая система №1. Бюджетная

Самостоятельное производство солнечной панели

Итак, сборка. Модули пришли в коробке и некоторые из них были поломаны, как на первой фотографии. Для этого, в запасе, как правило, имеется около 10 штук. Я пожаловался китайцу в письме и он бесплатно выслал мне еще 10 ячеек. Каждая ячейка давала 0,5 В и 4 А по заявлению китайских продавцов. То есть каждый модуль на 2 Вт. Для зарядки аккумулятора надо иметь напряжение выше 14,4 Вольта, то есть надо объединить ячейки последовательно. Смотря на заводские панели и пользуясь практикой многих самодельщиков, было решено объединить на одном стекле две цепочки по 36 элементов, получая 18 Вольт и 8А в пике. То есть одна панель могла принести до 144 Вт энергии, чего никогда не случалось. Причины рассмотрим позже, но пока изготовление.
Процедура проста. Припаиваем шинки:


Готовим стекло с рамкой:



Укладываем, спаиваем, выводим шины и припаиваем провода, а потом заливаем специальным компаундом, чтобы герметизировать все пластины. Народ заливал герметиком, различными мастиками, мне понравился готовый компаунд производства компании в Санкт-Петербурге. Приятно, что производство российское, поэтому отдавать деньги было не жалко, да и результат приятно порадовал. На выводы контактов хорошо бы приладить герметичную коробку с диодом, который будет препятствовать падению мощности системы при последовательном подключении, если одна из батарей окажется затемненной. Коробка шла в комплекте с ячейками.



В итоге я получил две солнечные панели с расчетной мощностью 288 Вт.



Но тут есть масса условностей. При нагревании солнечной панели ее КПД падает даже от расчетного процентов на 20. Кроме того, влияет непропай элементов и микротрещины, которые неизбежно возникают при пайке. В результате замеров на летнем солнце я получил 40 Вт с каждой панели, то есть результат в три раза меньший от ожидаемого. Цена такой панели вышла около 6000-6500 рублей, в то время как заводские панели с доставкой обходились в 7000-7500 рублей. Так я закончил самодеятельность и в дальнейшем покупал только заводские панели.

Выбор базового напряжения
Пожалуй это одно из первых решений, которое надо принять при проектировании солнечных батарей. Дело в том, что системы на солнечных батареях создаются с напряжением, кратным 12 — ведь большинство аккумуляторов имеют именно такое напряжение. Даже емкие батареи, собранные из ячеек по 2В, часто собирают на 12, 24, 36 или 48 Вольт. Тут надо вспомнить физику и формулу электрической мощности: P=U*I. Из нее следует, что при равной мощности, увеличивая напряжение, мы будем уменьшать ток. Вполне естественно, что уменьшение тока повлечет за собой снижение нагрузки на элементную базу и снижение сечения проводов, но и бесконечно увеличивать напряжение нельзя. Тут существует следующая проблема: постоянный ток, в отличии от переменного при повышении напряжения выше 36 Вольт является куда более опасным для человека. Если не углубляться в теорию, то от переменного тока с напряжением в 220В руку оторвать чаще всего можно, а вот от постоянного почти никогда нельзя. Вдобавок к этому за низкие напряжения можно проголосовать хотя бы потому, что 12В — это типичное напряжение автомобильного аккумулятора, а значит существует масса разнообразной техники, рассчитанной на это напряжение. Кроме того, наращивание аккумуляторной емкости возможно простым добавлением в параллель обычных аккумуляторов, в то время как с большим напряжением пришлось бы покупать аккумуляторы парами, тройками или четверками. Есть и еще один неприятный момент в последовательном соединении аккумуляторов: разбалансировка ячеек, которая приводит к выходу из строя сначала одной ячейки, потом целого аккумулятора и всей цепочки, если вовремя не отследить проблему.

Мой выбор: 12 В

Выбор контроллера заряда от солнечных батарей
Существует два основных типа контроллеров: PWM или ШИМ-контроллер и MPPT или Maximum Power Point Tracking — Слежение за Точкой Максимальной Мощности.
Первый тип максимально простой и знакомым с ШИМ объяснять не нужно, а для остальных максимально просто: по достижению максимального уровня заряда аккумулятора, контроллер пульсацией выдает ток на аккумулятор, не позволяя тому перезарядиться. Плюс такой схемы: простота, а значит, низкая стоимость. Минус: можно подключать батареи, номинал напряжения которых совпадает с номиналом напряжения аккумулятора.
MPPT контроллеры сложнее, дороже, но обладают огромным преимуществом: солнечные батареи можно соединять последовательно, тем самым повышая напряжение в цепи до контроллера и снижая ток, что позволяет использовать более тонкие провода и снижать потери на передачу энергии до контроллера. Да и КПД таких контроллеров выше, потому что они с определенной периодичностью сканируют токи при различных напряжениях и выбирают точку максимальной мощности. Отсюда и название. Желающим окунуться в мир технологии можно пройти сюда, где достаточно толково и детально расписано.

К собственным панелям я купил китайский PWM-контроллер, дающий заряд до 30А, то есть 360 Вт при напряжении 12В или 720 Вт при напряжении 24В. Но так как система выбрана на 12В, то предел — это 30А или 3 солнечных панели, подключенных параллельно.


К нему добавил заказанный оттуда же вольтметр и амперметр, чтобы видеть в каком состоянии находится аккумулятор и какой заряд поступает в батареи. Аккумулятор был выбран самый дешевый свинцово-кислотный, емкостью в 190 Ач, поскольку я еще верил, что мне вот-вот подключат сетевое электричество.

Выбираем инвертер
Переходим к самому занимательному пункту нашей системы. Начнем с того, что инверторы, помимо мощности, легко делятся на два типа: с чистой синусоидой на выходе и модифицированной синусоидой ( также упоминается аппроксимированной синусоидой или меандром). Первые выдают чистый синусоидальный сигнал, вторые же обладают ступенькой на графике:

image

Для большинства техники никакой разницы нет, да и если подключить простой вольтметр, то его показания будут примерно одинаковы. Но если сравнить цены на оба типа устройств одинаковой мощности, окажется, что цена отличается на порядок. Надо ли платить за чистый синус и для чего он нужен? Как показала практика, большинство устройств легко уживаются с модифицированной синусоидой, хотя некоторые двигатели, к примеру, компрессоры холодильников, начинают греться больше и повышается риск преждевременного выхода из строя. Кроме того, если подключить к модифицированной синусоиде аудиоаппаратуру, будет слышен заметный шум, что совсем не радует, когда хочется наслаждаться хорошим звуком. Из собственного опыта могу сказать, что от модифицированной синусоиды отказалась работать только стиральная машина — все остальные приборы успешно работали. Если же есть сумма на хороший инвертер, то стоит выбрать чистый синус, если остальные приборы чувствительны к чистоте сигнала.

Подбираем мощность инвертора
В этом вопросе очень много нюансов, которые влияют на выбор инвертора. Действует правило: суммируется вся планируемая нагрузка по мощности и умножается на два. К примеры: 4 лампы по 60 Ватт+стиральная машина 800 Ватт+ ноутбук 80 Ватт+Холодильник 100 Ватт+телевизор 50 Ватт. Казалось бы, максимальное потребление составляет 240+800+80+100+50= 1270 Вт и достаточно взять инвертер на 1300-1500 Вт, но! Различные нагрузки ведут себя по разному. К примеру, стартовый ток холодильника может достигать десятикратного значения во время старта, а значит он потребует 1 кВт мощности мгновенно, а если в это время будет включен свет и стиральная машина, то инвертер просто выпадет в ошибку, если не сгорит. Кроме того, китайские инверторы такого типа на 1500 Вт оказались неспособны запустить холодильник с номинальной мощностью в 100 Вт потребляемой энергией. Был проведен опыт, когда холодильник стартовал от генератора, а потом быстро переключался на инвертер с помощью переключателя фаз. Так удавалось питать холодильник от китайского инвертора на 600 Вт — варварство, сложно, но работало. Беда в одном: второй раз запустить холодильник такой инвертер не в состоянии. Обман заключался в том, чтобы выставить настройки холодильника на максимальный мороз. И холодильник морозит до тех пор, пока не будет отключен. Так можно наморозить за световой день продукты, а на ночь отключать его.
Итак, мощность инвертора должна быть такой, чтобы обеспечивать двукратный запас потребления ваших обычных приборов или десятикратный для запуска двигателей.

Мой выбор: два китайских инвертора мощностью 1000 и 600 Вт.

Дублирование
При выборе дешевых и простых комплектующих лучше сразу закладываться на дублирование систем. Это позволит не остаться без электричества в случае выхода из строя какого-либо элемента. Такая перестраховка не будет стоить дорого, но обеспечит душевное спокойствие и стабильное питание.

В целом, первый набор автономки выглядел так:
1. Две самодельные солнечные батареи с суммарной мощностью 80 Вт
2. PWM- контроллер заряда аккумулятора с максимальным током до 30А
3. Автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор емкостью 190 Ач
4. Инвертер на 600 Вт и 100 Вт с модифицированной синусоидой

Схема работающей бюджетной автономки выглядит так:



Обратите внимание, что инвертор подключается напрямую к аккумулятору, даже если он потребляет всю мощность солнечных батарей. Кроме того, надо избегать обрыва питания контроллера при подключенных солнечных батареях, ибо это грозит выходом из строя контроллера.
Первый год моя солнечная автономка просуществовала именно в таком виде и позволяла заряжать гаджеты, вечерами оставаться со светом и в яркие солнечные дни работать электроинструментом, вроде дрели или электролобзика.

Материал получился больше, чем ожидалось, поэтому вторую версию солнечной автономки, которая стоила чуть больше, но позволяла пользоваться мощным электроинструментом, задействовать насосную станцию, да и вообще отказаться на лето от бензогенератора я опишу в следующей статье. Чем отличается хороший китай от европейского китая? Стоит ли покупать дорогую технику через Ebay? А также дам ответ на главный вопрос: стоило ли оно того? Прошу задавать конкретизирующие вопросы, на которые я отвечу в следующей части.

Алексей @shuvaevgl
карма
25,0
рейтинг 0,0
Автор, тестер, специалист ВИЭ
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (156)

  • –33
    Поликристалл — ячейки из вторичного кремния или не очень чистого. Вероятно, используется лом монокристалла.

    Дальше читать не смог, ибо сполз под стол от смеха.
    Неужели так трудно хотя-бы вики почитать, если уж физику не учили?
    • +11
      С wiki:
      В настоящее время различают поликремний «электронного» (полупроводникового) качества (более дорогой и чистый) и поликремний «солнечного» качества для нужд фотовольтаики (более дешёвый и содержащий больше примесей).
      • –23
        Ну тогда объясните, как именно, по вашему, «используется лом монокристалла»?
        • +12
          Серийно выпускаемые поликристаллические элементы имеют эффективность до 18%. Более низкая эффективность связана с тем, что при производстве поликристаллического кремния используют не только первичный кремний высокой степени очистки, но и вторичное сырье (например, переработанные солнечные панели или кремниевые отходы металлургической промышленности). Это приводит к появлению различных дефектов в поликристаллических элементах, таких как границы кристаллов, микродефекты, примеси углерода и кислорода.
          взято отсюда. да и много аналогичных источников
          • –33
            Объясню, в чем суть претензии.
            Фраза «Поликристалл — ячейки из вторичного кремния или не очень чистого. Вероятно, используется лом монокристалла. » воспринимается так — собрали обломки монокристалла, и слепили из них пластину. В прямом смысле слепили. Если бы хотя-бы было «путем переплавки лома монокристалла», то таких вопросов бы не возникало.
            • +15
              Ну и охота Вам строить все эти придирки? Не всё ли равно как этот лом употребили? В порошок истёрли ли тупо под пресс с силиконовым клеем положили. Ведь изучить методы переработки — не большого ума дело. Кому надо — поинтересуется.
              • –37
                Охота. Иначе это выглядит как очередная статья в стиле ализара, когда автор совершенно не понимает, о чем он пишет.
                • +25
                  Утро не задалось?
                  • –5
                    Задроты хабрахабра, такие задроты, конечно.
                    Не дай Б-г кто-то в статье какую-нибудь хрень про код сморозоит — тут же посыпятся насмешки и минусы автору статьи за невежество. И все комментарии (пусть самые издевательские и высокомерные) будут «в плюсах».
                    Тут автор про «лом монокристалла» такую хрень сморозил, что ну просто facepalm. Но подождите, ведь аудитория хабрахабра нихрена в производстве кремния не разбирается?! Правильно, значит поправлять автора высокомерными «насмешками» в этом случае нельзя, нене, карается минусами.
                    Противно.
                    • +21
                      А видите ли вы разницу между «поправлять» и «Дальше читать не смог, ибо сполз под стол от смеха.
                      Неужели так трудно хотя-бы вики почитать, если уж физику не учили? »?

                      Тем более что автор вроде бы никакой ошибки не допустил, а просто не стал расписывать подробнее процесс переработки.
                    • +2
                      Если бы автор написал статью не про обустройство собственной автономки, а про производство и свойства различных видов кремния — ваша аналогия была бы уместна. Но статья вообще не про кремний, автор в принципе вообще мог и не писать про него, хотя он написал и никакой прям ошибки в его тексте нет. Это все равно что программер напишет статью про тонкости питона, но кто то придерется в статье к тому, что автор не разбирается в версиях MS Word. Занудство чистой воды
  • +6
    Вопрос: всегда интересовало, а как много энергии теряется из за стекла? Стекло не прозрачно для ультрафиолета с меньшей длинной волны (и более высокой энергией) чем видимый и инфракрасный свет. Вопрос, конечно, как много ультрафиолета в солнечном свете.

    В общем, если знаете, то на сколько можно поднять КПД батареи избавившись от стекла?
    • +3
      Кто-то, кажется, проводил эксперименты на этот счет и высчитал потери в районе 10-15% для просветленного стекла, около 20-25% для обычного стекла и несколько выше для стеклопластика. Цифры могут быть не совсем точными, но примерный порядок ясен. Именно поэтому я заказывал просветленное закаленное стекло. А закаленное стекло толщиной 4 мм брал для повышения устойчивости к внешним воздействиям. Град в наших широтах -это явление достаточно редкое, но если уж делать… Закаленное и просветленное стекло заметно дороже обычного оконного.
      • 0
        Напишите, пожалуйста, какие панели вы покупаете и где.
        • +1
          Сейчас, после роста валюты, выгоднее покупать панели в России. Есть несколько крупных магазинов, которые представлены и в Интернетее — проще брать у них. Заодно решается вопрос гарантии.
          • 0
            Я приглядываюсь к солнечным панелям сделанным в Зеленограде. В интернете их продает компания Телеком-СТВ. Может кто-нибудь из хабраюзеров поделится опытом использования? Не хочется брать кота в мешке, а в панелях я не разбираюсь.
            • +1
              Если не ошибаюсь, то в Зеленограде больше не выпускают для гражданских нужд солнечные панели-только наклейки свои лепят. Где-то проскакивала такая информация. Может ситуация уже изменилась
            • +1
              Мне подсказали, что Телеком-СТВ — это единственная компания в России, которая собирает солнечные батареи самостоятельно. Все остальные являются импортерами готовых панелей.
    • –1
      Ультрафиолет в батареях не должен сильно работать. Слишком сильно поглощается, все происходит близко кповерхности — эффективность низкая. Кремниевые фотодиоды на УФ — отдельная большая наука.
      Оптическое стекло -обычно говорится про 4% на границу стекло-воздух (у листа сткла их, понятно, две)
    • 0
      Отражательная способность двух границ стекло-воздух — 7-8%. Поглощением в самом стекле можно пренебречь, если это не оконное, а все-таки мало-мальски оптическое, а вот оконное дополнительно поглотит процентов 5-10, в зависимости от качества. К ультрафиолету солнечные элементы практически нечувствительны — пик чувствительности кремния находится в интервале 800-900 нм.
      Другой вопрос — пыль.
  • +3
    чем вы руководствовались при выборе автомобильного аккумулятора? ценой?
    они рассчитаны на высокие стартовые токи, но никак не на постоянный разряд/заряд.
    • +3
      При выборе свинцово-кислотного аккумулятора я опирался на выполнение двух основных задач в доме: освещение и питания слабой бытовой техники, вроде ноутбука, в течении вечера(малые токи) и работа с мощным электроинструментом, вроде дрели или рубанка. Тут присутствуют малые токи разряда при освещении диодами и высокие токи при работе электродвигателей ( старт рубанка мощностью в 850 Вт выливается в пиковые токи 200-300 А при напряжении 12 В).
      К тому же, я собирал бюджетную автономку, а распространенные свинцово-кислотные аккумуляторы обладают самой низкой ценой и всеобщей доступностью. Срок жизни первого аккумулятора — 3 года, емкость упала незначительно, так как основная нагрузка шла в солнечные часы и аккумулятор выступал просто буфером, сглаживая пиковые потребления.
    • +2
      Видимо ввиду большой распространённости автомобильных батарей (всё-таки машин больше чем электропогрузчиков со щелочными аккумуляторами) их цена ниже аналогов (по ёмкости).
      • +1
        Щелочные вряд ли рассматривают, стоимость слишком высока. Разве что если кому достались на халяву.

        Но и автомобильные не вариант. Для автономки стандарт — это AGM и гелевые.

        Я тоже сначала заюзал автомобильный кальциевый. После изучения параметров заряда, весьма расстроился. из 50 А*Ч удается использовать максимум 25.

        Потом перешал на AGM, совсем другое дело.
  • +1
    Ммм, каркасник на винтовых сваях? На каком-нибудь профильном форуме описывали процесс строительства?
    • +3
      Начинал описывать, но потом стройка отняла все время.
      Дом из SIP-панелей на винтовых сваях. В принципе, можно и к каркасному типу отнести.
      • +3
        оффтоп: плюсуюсь под SIP-панелями на винтовых сваях! собрать такой самому можно и теплый )
  • +1
    Автор, судя по описанию, панель собиралась, как на этом видео? www.youtube.com/watch?v=BbroFcpokew
    • 0
      Именно так и собирал. Если кто решится повторить опыт, то рекомендую использовать пустой маркер и заправить его жидкой канифолью. Такие продают уже готовые, а китайцы иногда отправляю вместе с пластинами.
      Или можно купить вот ТАКУЮ баночку с ручкой-кисточкой. Не менее удобно.
      • +1
        Несколько десятилетий забираю у женщин использованные пузырьки от лака для ногтей. Хранятся и жидкая канифоль, и кислоты, и лаки, и клеи. И покупать ни чего не надо.
  • 0
  • 0
    При нагревании солнечной панели ее КПД падает даже от расчетного процентов на 20


    То есть, я правильно понимаю, что размещение панелей на металлической крыше приведет к значительным потерям КПД, летом в 30-ти градусную жару?
    • 0
      Температура крыши будет заметно выше 30 градусов и КПД существенно упадет. Чтобы снизить влияние тмпературы, солнечные батареи размещают либо отдельно на специальных стендах, которые могут быть статичными, а могут и вращаться за солнцем — это уже солнечные трекеры. Принцип работы трекера можно посмотреть ЗДЕСЬ. Если же решено крепить батареи на крыше, то необходимо оставить вентилируемый зазор сантиметров в 10 — зимой и весной он тоже пригодится, чтобы талый снег скатывался с крыши, а не навесал на солнечных батареях.
    • 0
      image
      image
      • 0
        Спасибо за подробный ответ!
      • 0
        А как такие штуки чистить?
        • 0
          Я свои поливал напором из автомойки.
  • 0
    Успевает ли зарядится аккумулятор за световой день? А в пасмурные дни?
    Было бы интересно логировать напряжение панелей, ток заряда/разряда аккумулятора его напряжение и уровень освещенности(может и напряжения на батареях хватит?).
    Чтобы потом выяснить насколько сильно используется батарея, необходимо ли увеличение её емкости или наоборот целесообразно её уменьшить сэкономив на стоимости. Может и правда, лучше две батареи общим напряжением 24 вольта но меньшей емкостью — токи будут меньше, потерь меньше.

    Увеличить выход панелей можно устроив систему позиционирования панелей точно на солнце. Под стеклом, силами мощности вырабатываемой панелью можно было бы устроить жидкостное охлаждение батарей при помощи слабенького насоса и системы трубок — заодно теплая вода(а может и горячая) будет. Есть такие солнечные панели, в которых нагревается исключительно вода. Даже в зимнее время.
    • +16
      Панели, в которых нагревается вода, правильно называются «Солнечные коллекторы». Различают плоские и вакуумные. Если тема интересует, прошу плюсануть это сообщение или написать в комментариях, тогда напишу материал об использовании солнца не только для получения электроэнергии, но и для получения горячей воды. К примеру, в Реутове есть производство отечественных плоских солнечных коллекторов "Сокол". С их помощью можно и воду в бойлере для душа нагреть и летом воду в бассейне держать на комфортном уровне.

      Что касается зарядки батарей, то все зависит от расхода энергии за день. Я старался работать инструментом в моменты открытого неба, чтобы не забирать энергию у аккумулятора. В пасмурные дни ток от СБ тоже идет, но заметно меньше. А вот если напряжение сравняется или станет ниже аккумулятора, то панели надо будет подключать последовательно и вот тут уже без MPPT-контроллера не обойтись. О своем опыте и контроллере напишу во второй части.

      Для того, чтобы отследить, сколько отдали в батарею или забрали из нее, нужно считывать входящие и исходящие токи, сравнивать и
      сохранять значения. Токи достаточно большие, поэтому есть проблемы, но решаемые, со снятием показаний. Есть уже реализованные блоки, но у меня в мыслях собрать свой контроллер, который будет перераспределять энергию от солнца, чтобы батареи «не простаивали». Если же интересуют готовые решения, то называется этот девайс монитор АКБ.
      • 0
        Для того, чтобы отследить, сколько отдали в батарею или забрали из нее, нужно считывать входящие и исходящие токи, сравнивать и сохранять значения. Токи достаточно большие, поэтому есть проблемы, но решаемые, со снятием показаний.
        Расскажите в следующих статьях поподробнее.
        А вот если напряжение сравняется или станет ниже аккумулятора, то панели надо будет подключать последовательно
        можно ли автоматизировать?
        • 0
          Нет. PWM-контроллер работате только с напряжением СБ равных аккумуляторному (с превышением до 5-8 Вольт), MPPT-контроллер позволяет поднимать напряжение с СБ, относительно аккумуляторов, на десятки и иногда сотни Вольт. PWM просто сгорит, если на него подать высокое напряжение.
      • 0
        Эта тем очень интересна
        • 0
          чуть ближе к солнцу опишу и эту систему
  • +3
    Ноут лучше запитать с помощь такой штуки:

    image

    Избегаем двойного преобразования, вместо =12 -> ~220 -> =19, сразу =12 -> =19.

    Если сможете сделать корпус, то лучше купить вот такой:

    image

    До 150 Вт, напряжение регулируется от 13 до 50.

    В ноуте лучше использовать SSD-диск. У меня ноут, монитор 22 IPS (на полную яркость), роутеры потребляют 55 Вт.

    Еще, по возможности, используйте низковольтную аппаратуру. К примеру, циркуляционный насос для котла можно купить на =12 вольт. Кондиционеры и холодильники инверторного типа можно запитать от постоянки.
    • 0
      В комментариях к первой части я писал, почему выбрал 220В для бытовой техники. Поскольку у меня в семье почти все имеют собственные ноутбуки, то купить к каждому устройству отдельное ЗУ или подготовить DC-DC преобразователь выйдет дороже, чем купить китайский инвертор на 12-220В. Меньше зарядок, меньше проводов-меньше путанницы. Основное освещение у меня работает напрямую от 12В аккумулятора.
      • +2
        Проверьте напряжение на БП ноутах. У нас 4 ноута разных фирм и все на 19 В.

        Т.е. одной платки за $3-5 вам хватит на зарядку 3-4 ноутов. Т.к. обычно человек сидит за столом, то провода 19 В подвести только к столу.

        При этом реальный КПД около 94%. Я изменял, сам был удивлен, практически без потерь. При двойном преобразование процентов 15, как минимум, потеряете.
        • 0
          На данный момент у меня в доме 13 ноутбука разных производителей с разным напряжением на входе в трех разных комнатах. Банально тянуть отдельную ветку с 12В в каждую комнату выйдет дороже. Когда есть дачный домик пятистенок, тогда действительно DC-DC преобразователи выгоднее. У меня такой стоит для питания ардуины, которая управляет котлом. Я писал об этом ТУТ.
          • 0
            Правка: 3 ноутбука
            • 0
              Ясно. Я решил протянуть 12 В для ноутов. Провод 2.5 мм диаметром, длина около 25 м получилась (через 2 комнаты протянул). Силовые розетки поставил и пр.

              Минус — есть небольшие потери на проводе (общее сопротивление провода около 0.05*2 Ом, т.е. при 12 В 5 А теряем около 5 Вт на проводе).
              • 0
                Какие розетки на конечных точках используете, чтобы не путать полярность? Стандартные автомобильные?
                • +2
                  Вот такие вилки (для них же есть розетки 2 типов):

                  image

                  Есть на 16 и 32 А. Вроде норм.
                  • 0
                    Отличное решение! Наличие толстого контакта исключает неправильное подключение. А какова стоимость вилки с розеткой? Не дешевле было взять обычный автомобильный прикуриватель? Если Вы используете линию только для питания ноута, то токи там будут в районе 10А, а прикуриватель такое перенесет нормально.
                    • 0
                      А какова стоимость вилки с розеткой?

                      Покупал в магазине примерно за $1.5-2. В онлайн-магазинах можно и дешевле найти, около $1.

                      Не дешевле было взять обычный автомобильный прикуриватель?

                      Нормальных прикуривателей найти не удалось. Один использую, но иногда приходится проворачивать штекер, чтобы контакт появился.

                      Притом в прикуриватель не влазит провод 2.5 диаметром (под пайку). С розеткой легче — использую наконечники+опрессовка без всякой пайки.
              • 0
                5Вт это очень большие потери в проводе для вашей сети 12В. Пропуская озвученные 60Вт, У вас в одном только проводе 8% потерь! Добавляем 6% преобразователя и вот мы уже потеряли те же самые 13-15%.
                Именно поэтому как правило выгоднее, в плане КПД иметь двойное преобразование и работать от 220В. Особенно на такой длинной линии как ваша.
                Все что ниже 36В тянется там, где это требуется в плане безопасности(читаем ПУЭ). Например, 12В обычно прокладывают в кабельных тоннелях. Но и провод там кладут и 16 и 25 мм^2 для розеток под нагрузку 60Вт.
                • 0
                  16 кв мм — это примерно на 140 А, если не учитывать потери, а только нагрузку на кабель. Дорогая магистраль получится.
                  Я на освещение протянул 2,5 кв мм медного моножильного провода. От аккумов до дальней точки получается под 16-18 метров — потери не так страшны, а стоимость провода заметно увеличивается с сечением.
                  • 0
                    На низковольтной линии сечение выбирается исходя не только из номинального тока, и нагрева, а еще из максимальных потерь напряжения в кабеле(например, не более 10%), устанавливаемых либо ПУЭ, либо внутренними требованиями возводимого объекта.
                    Если у вас 12В ветка метров 100, то меньше 10мм^2 на 12В там положить, вероятно, не получится.
                    Ну и да, поправка — где такое надо, кабель в итоговой смете — 1-2%.

                    Для бытового провода в 20метров, 2.5кв мм, да передаваемых по нему 10Вт потери не страшны, согласен.

                    Компромиссом являются телекоммуникационные 48В.
                    По дороге можно смело потерять 2-3В, да и для преобразователей еще возможно использовать низковольтные феты, с сопротивлением канала единицы и десятки мОм, а размеры моточных элементов достаточно малы — имеем малый размер преобразователя и высокий КПД.
                    Аккумуляторов и панелей надо всего 4 штуки, чтобы получить это напряжение.
                    • 0
                      Вот именно. Перед покупкой оборудования и прокладывания магистралей необходимо продумать схемотехнику и необходимые напряжения в системе. Я обосновал выбор 12В в статье. В некоторых ситуациях потерями на нагрев кабеля или снижением общего КПД системы можно пренебречь, если создание кабельной инфраструктуры и преобразователей никогда не окупится.
                • 0
                  5Вт это очень большие потери в проводе для вашей сети 12В

                  Согласен. Я интуитивно полагал, что будет меньше. А сейчас замерял просадка на 25 метрах почти вольт получается, при такой нагрузке. Провода то два и каждый имеет свое сопротивление около 0.05 Ом.

                  Ну что же, будет горький опыт.

                  Радует что у меня оставлен запас провода с обеих концов. Можно будет подрезать, может метра на 4 сократить смогу.

                  Но и провод там кладут и 16 и 25 мм^2 для розеток под нагрузку 60Вт.

                  У меня диаметр 2.5 мм. Получается 4,9 мм^2. Маловато, конечно, но 16 мм^2 кабель не копейки стоит.
        • +1
          >> Т.е. одной платки за $3-5 вам хватит на зарядку 3-4 ноутов.

          А где вы так дешево нашли? Нужно 75-90Вт для нормальной зарядки большинства моделей ноутбуков…
          • 0
            А если ноутбук на 15-17 дюймов с игровой видеокартой и на нем в это время играть с посаженной батареей, то родные зарядки разогреваются до 60 градусов и выше.
          • +1
            А где вы так дешево нашли?

            Введите у китайцев на ali «DC boost converter 150W». Цена от $3.

            Нужно 75-90Вт для нормальной зарядки большинства моделей ноутбуков…

            У меня далеко не новый X55VD с SSD потребляет 16-19 Вт. Зарядка не включается, т.к. он все время подключен. Если просто заряжать с выключенным — примерно столько же. Если и заряжать и работать — умножайте на 2.
            • 0
              >> Введите у китайцев на ali «DC boost converter 150W». Цена от $3.

              Нашел только DC boost converter 150W за $5.44, но все же дешевле чем DC-DC 12-19V за $31.27. Спасибо.
              • +1
                По цене отсортируйте, есть за 3,3.
                • 0
                  Спасибо, там результат еще как-то фильровало, отменил фильтр и нашел за $3.3.
                  • 0
                    Конечно, 150 Вт он не даст. Я проверял на 30 Вт, работало нормально, но грелось до градусов 45 (теплое, руку держать можно).
                    • 0
                      Потестировал.
                      Удалось нагрузить на 72Вт, КПД около 78% (из 12В в 19В), что меня вполне устраивает. Греется градусов до 60 (думаю кулер от видеокарты прицепить).
                      Плюсанул в карму за такую полезную ссылку. Спасибо огромное!

                      Если кому интересна схема даного девайса, вот тут его описывают (и дорабатывают в драйвер для СД):
                      www.360customs.de/en/2014/05/103050100w-led-applikation-treiber/
  • 0
    Ни кто не пробовал в качестве инвертора использовать компьютерный источник бесперебойного питания? Я у себя в машине как инвертор использую ИБП на 400 VA и пока доволен. Единственное что мне не очень нравится — ток ХХ три ампера.
    • 0
      Ток ХХ ИБП, как правило 1-2А, а это до 12-24 Вт. У меня 24 Вт потребляет светодиодная лента, освещая всю рабочую площадь кухни. В полной автономке такие потери недопустимы (24Втх24часа= 576 Вт*ч впустую потеряем за сутки). Есть инверторы российского производства, который собираются в Новосибирске, потребляющие в спящем режиме( куда уходят автоматически и сами же просыпаются) всего десятки миллиампер. Про них напишу в выборе инвертора в следующей части.
      В машине ИБП можно использовать, пока заведен мотор — на трассе энергию девать, по сути, некуда. Как-нибудь решали вопрос с охлаждением ИБП, если там нет стационарного вентилятора.
    • 0
      Потому что потери в трансформаторе. Инвертор для авто делается по другой схеме — DC-DC на 310В и частотный преобразователь либо синус либо прямоугольник(модифицированный для достижения номинального действующего напряжения).
      Поскольку преобразование происходит с использованием высокочастотного трансформатора — меньше потери и меньше габариты.
      • 0
        Да и задачи у ИБП и инвертора разные: первый призван обеспечить корретное завершение работы приборов или краткое обеспечение питания на период отсутствия сетевого электричества. а второй — постоянно обеспечивать наличие 220 В.
    • –1
      ИБП (за исключением OnLine) не предназначены для долговременной работы — ваш тоже. В один прекрасный момент, после пары часов работы можно будет увидеть неприятную картинку, как кто-то бегает вокруг авто с огнетушителем, матеря загоревшийся бесперебойник.
      • 0
        Ага. Расскажите об этом производителям линейно-интерактивных ИБП с возможностью подключения внешних батарей (APC Smart XL/Powerware 5125/5130). Топология ИБП никак не влияет на возможность длительной работы.
        • 0
          Ждал этого вопроса =) Топология — не влияет, а вот случаи перегрева 750XL у нас были. Рецепт был простым — туева хуча автомобильных аккумов и к концу суток бесперебойник умер (будучи под полной нагрузкой). Плюс попрошу внимание обратить на фразу автора «400 VA» Найдете такой смарт/поверварь/итон/мге с расширяемыми батареями — флаг вам в руки. Вторая задача будет найти оный упс с блоками аккумов на 12 вольт.
          П.С. просьба APC не упоминать, акромя симметр старших оно давно в полное фекальде превратилось.
          • 0
            Нету у меня такого сейчас под руками :)
            Что-то ужасно-китайское, 400 VA, 250W на двух аккумуляторах 6V4Ah, вывел барашки для СТ-55 году в 98, я гонял под нагрузкой часов шесть, отдал, спрашивал примерно в 2005, сказали — работает, куда он денется.
            У меня дома стоят два NTT-800 примерно 95 года выпуска, работают часами, но там действительно 24 вольта питание. Мощность 660 ватт.
          • 0
            ИБП (за исключением OnLine) не предназначены для долговременной работы

            Топология — не влияет,

            Вы противоречите себе. Не стоит судить по одной модели/производителю. Вот я видел запорожец — значит все машины с двигателем сзади «ниочень»?
            Вторая задача будет найти оный упс с блоками аккумов на 12 вольт.

            Не вижу препятствий в использовании 24/48В.
            • 0
              Объясню тогда так: различия в online и line-interactive/offline в том, что в онлайне инвертор расчитан на постоянную загрузку по допустимой мощности + заряд батарей (превед фирме APC c SURT(D), которые мрут от установки полудохлых батарей). В line-interactive всё хуже — там инвертор расчитан на работу в течении того времени, сколько надо производителю, соответственно если попробовать подключить вместо 150Ач батарей оные на 300Ач можно получить биг-бум спустя день работы от батарей. А топология тут напрямую не влияет, влияет то, как расчитан инвертор и если в онлайновых он обязан быть расчитанным на постоянную работу, то в оффлайн/интерактив — всё в руках производителя, а у производителя совершенно другие задачи, ему надо сделать подешевле и чтобы укладывалось в заявленные парамерты.

              24/48В в машине? Ну 24 положим ещё найдется в грузовике, а 48 откуда там взять? Отдельным аккумом — ну его нафиг, в чем тогда смысл, дешевле инвертор купить будет.
              • 0
                Не забудьте, что инвертор это не весь online ИБП. DC/DC там запускается только в режиме работы от батарей, так что Ваше высказывание про line-interactive/offline так же можно отнести и к online — там DC/DC «рассчитан на работу в течении того времени, сколько надо производителю».

                соответственно если попробовать подключить вместо 150Ач батарей оные на 300Ач можно получить биг-бум спустя день работы от батарей.

                Ага щас. День работал, на второй перегрелся, сами то хоть верите? Я понимаю если вместо штатных 7Ач 300 поставить. Но после часа работы изменения в тепловом режиме заметить сложно.

                24/48В в машине?
                При чем здесь машина? Мы об ИБП?
                • 0
                  DC/DC там работает всегда (что твориться в ИБП уровня симметры яхз, но SURT(D) его вечно гоняют) Идет преобразование 220 в DC, далее на этой DC шине висит зарядник батарей и следом PWM + PFC с этой шины делает нужное напряжение. И там именно DC/DC, который запитан тупо от моста диодного.
                  По поводу сгорит на x-день — верю, т.к. именно так сгорел SUA750XLi, именно так померла пачка repotec-ов(тут да, обдува штатно не было предусмотрено), именно так умер IPPON, который типа smart, и именно так у меня начал дико вонять SU2200i. 750 и 2200 имели штатные вентиляторы, но не справились.
                  По поводу машины — посмотрите первый комментарий: автор юзает упс в машине вместо инвертора, и советовать в данном случае поставить 48В ИМХО является полным извращенством и бессмысленной тратой денег.
                  • 0
                    Идет преобразование 220 в DC, далее на этой DC шине висит зарядник батарей и следом PWM + PFC с этой шины делает нужное напряжение.

                    Эмм, а где в этой цепочке DC/DC? PFC Вы вообще не в ту степь отослали. Ниже я описал работу ИБП двойного преобразования, там понятно, о чем я говорю.
                    автор юзает упс в машине вместо инвертора,
                    тогда вопрос снят.
          • 0
            Не вытянет… у них при работе даже на 200Вт нагрузку трансформатор разогревается градусов до 70 уже за 10 минут работы. Это не приносит ему здоровья — часок поработает разогреется до сотни градусов и больше и сдохнет от межвиткового пробоя изоляции.
            Это если силовые транзисторы выдержат, на радиаторах там тоже сэкономлено. Да и на количестве установленных силовых транзисторов тоже могли сэкономить.
            • 0
              70° за 10 минут работы — вполне приемлемая температура. Век ламповых схем, когда для выхода на режим требовалось от 15 минут до часа, почти закончился. Типичная изоляция массовых аппаратов класса нагревостойкости В рассчитана на температуры до 130 градусов, полупроводники сдохнут гораздо быстрее.
              Транзисторы. Взял первый из разобранных под руками. Ippon Pro 400 VA. Два плеча по два транзистора 50N06 в параллель. Радиаторы небольшие, но и режимы ключевые. В конце концов для себя можно насверлить вентиляцию в крышках, можно поставить обдув.
              • 0
                Все это имеет смысл, когда есть халявный или условно халявный ИБП. Во всех остальных случаях лучше покупать специализированную технику.
                • 0
                  Б/у ИБП на 300-600 VA без аккумуляторов я сейчас покупаю в районе 700-1000 рублей. Пару месяцев гарантии дают.
                • 0
                  Не так давно брал б/у ИБП APC-3000 за 4000 руб без АКБ. Максимальное время работы от батарей пока что было чуть больше суток на нагрузке 30% с пиками до 100%, перегрева внутренностей не наблюдалось.

                  Из плюсов самого ИБП:
                  -чистый синус (насосы работают без лишнего шума)
                  -небольшой ток ХХ (меньше половины ампера)
                  -имеет встроенный вентилятор с регулируемыми оборотами
                  -работает довольно тихо
                  Из минусов:
                  -разъём для управления RJ-50, найти было не просто
                  -работает от АКБ 48В, батарею собрал от автомобильных 12В, один раз была разбалансировка по моей вине

                  Но сейчас он работает только в режиме ИБП, хотя в перспективе хочется добавить ему немного солнечной энергии, но пока что даже не знаю, как он отреагирует на то, что кто-то кроме него будет заряжать его аккумуляторы. В инструкциях к инверторам 12->220 обычно пишут, что не рекомендуется подключать их к АКБ одновременно с зарядным устройством.
                  • 0
                    Отключите от него сетевое питание на время заряда аккумуляторов от солнца и все.
                    На каком-то форуме встречал, что у APC в «мозгах» зашита емкость аккумулятора и ставить батареи большей емкости просто нет смысла — он не будет использовать. Так ли это и как решали проблему, если таковая была?
                    • +1
                      Хм, действительно, пока есть солнце, энергия получаемая с которого превышает ток ХХ ИБП, то можно отключить внешнее потребление и работать от панелей.

                      Из мощных APC мне пока попадались 1500 и 3000, для теста запускал их от маленьких АКБ, в деле работают от автомобильных, заряд показывают нормально, в зависимости от напряжения на батареях. Из слабых модифицировал APC 300/400 и IPPON 500. Как было у APC не помню, но у IPPON на плате несколько перемычек и рядом описания к ним. Одна из них называлась GRN (я так понял, что от слова green) и по умолчанию была установлена, что ограничивало время работы ИБП от батареи до определённого количества минут, вне зависимости от заряда АКБ. После выкусывания перемычки проблем исчезает. Так же перемычками можно настроить выходное напряжение (220/230/240В) и ограничитель мощности (для модели 500 были варианты 400/500/600/700/800).
                      • 0
                        А вот это круто. То есть производитель гонит одну плату с одними вутренностями, а перемычками раскидывает устройства по мощности? Значит есть запас прочности почти вдвое?
                        • 0
                          Я ведь тоже сказал про Ippon, что стоят два 50-амперных транзистора в параллель в каждом плече. Но выше мощности трансформатора вы не прыгнете, и, возможно, на бОльших мощностях стоят другие радиаторы. Сейчас проверить и сравнить нет возможности.
                          • 0
                            Амперность транзисторов не играет особой роли — греются они от сопротивления открытого канала. В разные модели могут ставить разные транзисторы которые соответственно на одинаковой нагрузке греться будут по разному. Само собой, лучшие транзисторы они и дороже выходят, поэтому ставят по минимуму — лишь бы подходили на мощность конкретной модели.
                            • 0
                              MOSFET N-канал
                              55В/72А/130Вт/0.012 Ом 59,18 43,19
                              100В/42А/3.8Вт/0.036 Ом 67,62 49,4
                              40В/162А/200Вт/0.004 Ом 82,8 57,66
                              40В/162А/3.8Вт/0.004 Ом 95,22 69,52
                              40В/160А/330Вт/1.6мОм 135,24 94,54

                              Магазинный прайс, характеристики, цена розницы, цена опт(всё в рублях). А теперь соотнесите с ценой ИБП.
                              • 0
                                Каждый рубль экономии — кому-то в карман приличная сумма с большой партии.
                                Кроме того, транзисторы могут не подойти по другим характеристикам — по быстродействию например.
                        • 0
                          Не стал с этим экспериментировать, потому что плата может быть и одна, но она по большей части выполняет роль мозгов, а силу дают ключи и трансформатор. От последнего так же зависит наличие функции AVR (Automatic Voltage Regulator), например в моём случае с высоковольтной катушки трансформатора приходит три провода, в моделях с функций AVR их будет 4. Всё остальное на плате для этой функции уже имеется.

                          Опять таки, у APC 3000 плата так же выглядит универсальной, ибо имеются места под распайку в два раза большего количества силовых ключей. Вот только ограничение по мощности наверняка задаётся не перемычками, а прошивкой, по крайней мере на плате никаких указаний на обратное не наблюдается.
                  • 0
                    Надо изучать схемотехнику блока, может можно обойтись малой кровью и вклиниться немного в другое место и не иметь проблем.
              • 0
                если он нагрелся до 70 градусов даже не прогревшись(за 10 минут-то) это плохой знак. Он не рассчитан на работу с длительным нагревом, не тот класс приборов.

                Режимы ключевые не спасают от перегрева, там токи при этом 20-30А, нужно активное охлаждение а не просто дырки.

                Недавно разбирали промышленный ИБП на 3кВт — вот это была серьёзная вещь. Без трансформатора, радиаторы с транзисторами занимают половину корпуса и активно охлаждаются. Питание от 190-вольтных батарей.
                • 0
                  Берём даташит. Сопротивление открытого канала 0.022 Ома, при 30 амперах рассеиваемая мощность 20 ватт. Односторонний ребристый радиатор в ладошку площадью и толщиной рассеивает ~40 ватт. Какое вам охлаждение нужно? И ещё раз: современная техника практически полностью прогревается за 10 минут. Всё остальное — это уже из области ПВ и тонкостей её расчёта.
                  О вашем промышленном ИБП — смею предположить, что он синтезирует тем или иным способом синусоиду на выходе, там совершенно иные режимы работы и рассеиваемые мощности.
      • 0
        И, кстати, какими же уникальными отличиями обладают ИБП с двойным преобразованием от линейно-интерактивных в контексте длительной работы от АКБ?
        • 0
          Всё дело только в том, на что рассчитывал производитель. Если ИБП имеет АКБ на 7Ач и работает при максимальной нагрузке максимум 10 минут, то вероятнее всего производитель даже и не думал ставить в него вентилятор для охлаждения, не успеет же нагреться. Но если к этому ИБП подключить АКБ на 190Ач, то от него он сможет проработать значительно дольше (если не включен «экологичный» режим, при котором наступает принудительное отключение спустя Х минут работы от АКБ) и может успеть нагреться до температуры плавления изоляции.

          ИБП с двойным преобразованием рассчитаны на то, что трансформаторы всё время будут под нагрузкой и поэтому имеется вентилятор и возможно даже датчик температуры, чтобы лишний раз воздух не гонять. Собственно добавляем вентилятор к самому обычному ИБП и проблема охлаждения решена. Какой то там APC 300/400 купленный за примерно столько же рублей с дохлым родным АКБ без каких либо проблем проработал чуть больше 48 часов от автомобильного АКБ. Вентилятор 120мм был подключен на сигнальный выход «авария» COM порта и включался при работе от батареи.
          • 0
            ИБП с двойным преобразованием рассчитаны на то, что трансформаторы всё время будут под нагрузкой

            Вы, наверное, незнакомы с конструкцией ИБП двойного преобразования. Когда я задавал свой вопрос, я имел ввиду линейно-интерактивные ИБП с ВЧ преобразованием, которые во многом схожи с ИБП двойного преобразования. Так вот, трансформатор в обоих видах ИБП включается только при работе от батарей. Так что нельзя говорить о том, что ИБП двойного преобразования постоянно работают с полным тепловыделением. Как я и говорил, если производитель предусмотрел работу с внешней батареей, то не важно какая топология ИБП — он рассчитан на такую работу, и многие линейно-интерактивные модели имеют вентилятор для охлаждения в режиме работы от батарей.
            • 0
              Простите, запутался в терминах. В википедии под двойным преобразованием в ИБП понимается тип ИБП On-Line. Т.е. двойное преобразование понимается как 220->12/24/48->220.

              В инверторах же под двойным преобразованием понимается преобразование постоянного напряжения (например 12В) в переменное большой частоты, для того, чтобы можно было использовать трансформатор меньшего размера для повышения его до, например 300В, и вторым шагом довести его до выходного номинала нужной частоты.

              Не попадались мне её лёгкие ИБП, поэтому как то даже и не подумал в таком ключе. Сходу не смог найти линейно-интерактивных ИБП с двойным преобразованием, можете привести пример?
              • 0
                двойное преобразование понимается как 220->12/24/48->220.

                Ох, нашел бы я того, кто этот бред запустил… Расскажу вкратце, что-бы Вы и другие люди имели представление как работают ИБП двойного преобразования, а то от этого описания появляется больше вопросов чем ответов. Итак, представьте, что какому-то наркоману все-же удалось сделать ИБП по представленной Вами схеме:
                1) Нужен AC/DC преобразователь 220->12/24/36/48… Отлично, имеем понижающий ШИМ конвертер.
                2) Вспоминаем, что у нас все-таки ИБП, а не медицинская техника, а значит, входное напряжение может быть 120-280В + КМ должен быть чуть лучше чем у «экономителей энергии Smart Boy» — нужен APFC. Уже два преобразования.
                3) теперь весь этот набор трансформаторов и катушек должен на выходе иметь 220 синусоидальных вольт, а мощность нужна пару кВА — в лоб не выйдет — НЧ трансформатором не обойдешься — получится «первый советский процессор» с четырьмя ручками для переноски. Придется использовать ВЧ преобразование — плюс еще один DC/DC конвертор 12/24/36->310, и мостовой инвертор делающий из этого 220 переменных вольт.
                Ура товагищи — у нас есть каноничный стабилизатор с четырьмя!!! преобразованиями (вместо двух). Подключаем на DC шину батарею аккумуляторов и… И тут выясняется, что в таком виде батареи долго не живут — ни контроля тока заряда, ни напряжения…

                Теперь о том, как на самом деле устроены ИБП двойного преобразования — все намного проще:
                DC-шина и шина АКБ — две разных вещи.
                На входе стоит APFC выполняющий две функции — ККМ и стабилизацию выходного напряжения на уровне 310В в независимости от входного. Тут и проявляются все прелести ИБП двойного преобразования — нетребовательность к качеств входного напряжения.
                На DC шине стоят емкости (об их назначении позже), а также к ней подключен инвертер, делающий из 310В DC 220В AC. Вот двойное преобразование и готово. Теперь бесперебойность — берем батарею аккумуляторов на 12/24/36… ставим DC/DC преобразователь 12/24/36->300В и при пропадании питания запускаем его (как видите он работает не всегда), а пока он запускается, нагрузка питается от тех самых конденсаторов.
                Вот приблизительно так работают все современные ИБП двойного преобразования.

                В инверторах же под двойным преобразованием понимается преобразование постоянного напряжения (например 12В) в переменное большой частоты

                Уж не знаю откуда Вы для этого взяли термин «двойное преобразование», но то, что Вы описали — обычный ВЧ инвертор. Такие стоят например в Powerware 5115/5125 (эти линейно-интерактивные стоят у меня дома и я их разбирал).
                • 0
                  Спасибо за подробное описание, стало понятнее. Однако Eaton, аналогичным другим производителям ИБП, фразу «двойное преобразование» употребляет для On-Line ИБП. Это вы видите в схеме четыре преобразования, а маркетолог, который придумывал текст смотря на упрощённую блок-схему принципа работы увидел только два. Термин в отношении инверторов привязался когда искал информацию о том, почему китайские инверторы выдают в три раза большую мощность при том же размере корпуса, греются меньше и стоят дешевле. Теперь буду знать, как их правильно называть :)
  • 0
    влияет непропай элементов и микротрещины, которые неизбежно возникают при пайке

    А если токопроводящий клей?
    • 0
      На первой картинке большая фотография реальной моей ячейки, там видны токопроводящие дорожки. Пользоваться клеем неэффективно, так как сопротивление такого соединения будет выше, чем спаянного и мы теряем драгоценные Ватты энергии. Кроме того, такая батарея выйдет уже дороже заводской, а первостепенная задача стояла сделать самому, чтобы сэкономить.
      • 0
        Беглый поиск в сети дал 135 рублей оптовой цены за 2 грамма серебряного контактола, дальше аннотация:
        Экспресс-ремонт нитей обогрева заднего стекла автомобиля. Контактол обеспечивает высокую электропроводность и прочность восстановленного участка. Позволяет отремонтировать 12 см поврежденных нитей, обладает низкой гигроскопичностью.

        Способ применения:

        1. Определить место разрыва нити визуально или с помощью электропробника.
        2. Отключить обогреватель.
        3. Обезжирить ремонтируемый участок.
        4. Установить самоклеящийся трафарет, совместив прорезь с ремонтируемым участком.
        5. Открыть флакон и тщательно перемешать его содержимое шпателем.
        6. Нанести Контактол шпателем, перекрывая края неповрежденных нитей с обеих сторон на 0,5 см.
        7. Нанесение повторить с промежуточной сушкой 2–4 мин. (флакон закрывать, время промежуточной сушки при пониженной температуре увеличивается).
        8. После чего аккуратно удалить трафарет.
        9. Через 1,5 часа вы можете включать обогреватель заднего стекла.

        Меры предосторожности такие же, как и при работе с автоэмалью.

        Масса: 2 г.

        На серебре.

        Я им сейчас пользуюсь при ремонте плёночных клавиатур, лет двадцать назад делал самостоятельно, используя мелкодисперсный порошок химически восстановленного металла и различные связующие. С учётом «оловянной чумы» и эксплуатационных, в-первую очередь тепловых, деформаций итог склейки через год-другой может быть значительно лучше пайки. ИМХО, требует подтверждения опытной эксплуатацией.
        • +1
          Оловянная чума характерна для чистого олова. Припои ей страдают только некоторые бессвинцовые.
          Клей имеет очень большое переходное сопротивление (несущественное для клавиатур, но для силового применения неприемлемое) и на больших токах деградирует. Проверено на контактоле.
          • 0
            Обратите внимание на разницу!!! Далеко не каждый магазин вам скажет, да и не все знают, что контактол идёт графитовый и серебряный. Даже на упаковке не всегда это пишут. Возможно есть и другие разновидности.
  • 0
    Спасибо за практические данные.

    Было бы интересно увидеть суточный (за световой день) график вольт-ампер с батареи.
  • 0
    Писал в прошлой вашей статье, что она может быть последней каплей. И вот результат, сегодня должны привезти панель на 140Вт. :)
    Заказал контроллер с али:
    ru.aliexpress.com/item/Hot-Sale-New-Upgrade-Version-30A-Solar-Charge-Controller-Regulator-12V-24V-Auto-Switch-Free-Shipping/801164295.html?recommendVersion=2
    Думаю что не сильно плох за такие деньги.

    Все еще думаю над вопросом подключения и АКБ. Хотелось бы отдавать в сеть, компенсируя дневную нагрузку, а излишки в сеть. Но фиг оформишь чтоб такое провернуть. Либо в ноль если счетчик позволит, либо чего хуже может посчитать отданное за потребленное. (сложности с оформлением)

    Или если бы в сеть для компенсации, а излишки в АКБ. (сложности с реализацией и дорогостоящий контроллер)

    Или питаем технику от СП в приоритете, недостающее из сети. (гибридные инверторы дороги)

    Ну иди самый простой это АКБ, но опять же удорожает систему в пару раз из за дороговизны и быстрого износа АКБ. СП->АКБ->Инвертор->нагрузка. Когда АКБ сядет то переключаемся на основную сеть.

    Вот и думаю как сделать и удобно и выгодно. В целом чисто СП окупится за лет 10. А вот с АКБ нет.
    В общем все очень сложно…
    • 0
      Хотелось бы отдавать в сеть, компенсируя дневную нагрузку, а излишки в сеть. Но фиг оформишь чтоб такое провернуть. Либо в ноль если счетчик позволит, либо чего хуже может посчитать отданное за потребленное. (сложности с оформлением)

      Да не выйдет, забудьте.
      ИМХО упор надо делать на собственную экономию, чтобы как можно меньше брать из сети даже при пиковых нагрузках (мощные потребители), то есть мощные инверторы, аккумы и т.д., и то в ноль выйти не удастся. Но стремиться именно к этому.
    • +1
      Рад, что смог сподвигнуть Вас к началу сбора собственной автономки. Могу посоветовать завести отдельно одну-две розетки, которые будут питаться от инвертора и включать туда маломощную технику- так Вы немного сэкономите. Кроме того, я сделал у себя в доме основное освещение светодиодными лентами от аккумуляторов, а дополнительное — 220В. Тоже существенная статья энергопотребления. Если хочется динамически перекидывать нагрузку, то Вам нужен контроллер и реле. Я планирую создать контроллер, который в солнечную погоду позволит излишки энергии сбрасывать на нагрев воды в бойлере — горячая вода лишней в доме не бывает. Если интересно-подписывайтесь и рано или поздно увидите и такую статью.
      • 0
        Уже подписан.
        Я тоже планировал делать такой контроллер. но встали вопросы по схемам. Либо ограничивать отвод лишней либо ШИМ. Брать вырабатываемую — потребляемую и пускать ее на отдельный потребитель. В общем много чего предстоит попробовать, где бы время взять.
        • 0
          Во первых- два кольца-датчика тока, во вторых — реле, переключающее нагрузку между сетью и инверторо (бойлер, в частности), третье- ШИМ, для запитывания нагрузки именно той мощностью, которая сейчас является лишней. Для нагревательного элемента ШИМ не страшен, поэтому будет работать отлично.
      • 0
        Доставили вчера вечером CHN140-36P- B, преимущество заводской сборки на лицо. Все качественно, герметично, сразу с разъемами и проводами. Стоит не нарадуюсь, жду свободного времени и думаю как ее закинуть на крышу :)
        • 0
          Именно из-за качества и дальнейшей простоты эксплуатации я перешел на закупку панелей и остановил собственную сборку.
  • +1
    Отличная статья, особенно в практическом плане, а не вечно теоретические «ватты и вольты» которых не существует в природе и которыми любят оперировать диванные строители автономных систем. Жду продолжения
    • 0
      Спасибо. Свой опыт копил в течении трех лет, а теорию изучал все 5. Думал о ветряках, солнце, полной автономке, гелиостанциях и прочем. Есть интересные моменты — у нас все же можно немало тепла и электричества получать, а уж когда отключают электроэнергию в деревне и на даче — плюсы автономки налицо: тихо (не тарахтят генераторы), светло и комфортно :)
  • 0
    Хочу добавить, что при использовании кислотных аккумуляторов важно чтобы они находились в проветриваемом помещении, так как они выделяют водородный газ, который при большой концентрации взрывоопасен.

    В каких местах вы установили предохранители? Я слышал, что в числе прочего многие рекомендуют устанавливать их на аккумуляторы.

    А сколько метров кабель между панелями и контролером? Какой кабель вы использовали? Сколько денег вы потратили на кабель?
    • 0
      В статье было:
      Для подключения солнечных батарей к системе был выбран многожильный медный кабель с сечением 6 мм кв.
      Длина кабеля составила порядка 15 метров. Стоимость кабеля везде различна, но я покупал в среднем по 30 руб\м, а так как провода идет два, то мне это обошлось примерно в 15х30х2=900 руб
      Контроллер и аккумулятор я не размыкаю предохранителями, а вот аккумулятор и нагрузку решил обезопасить: проводка для освещения подключена через плавкий автомобильный предохранитель на 20А, благо продаются они всюду и стоят несколько рублей. А инверторы имеют собственные предохранители, такие же плавкие, кстати. Покупать за 1,5-2 тыс рублей автомат на DC посчитал неразумным, так как идея с плавкими предохранителми себя оправдала, а ее реализация обошлась дешевле 100 рублей( крепление предохранителя+пакет этих самых предохранителей).
  • 0
    > Чем отличается хороший китай от европейского китая? Стоит ли покупать дорогую технику через Ebay? А также дам ответ на главный вопрос: стоило ли оно того? Прошу задавать конкретизирующие вопросы, на
    которые я отвечу в следующей части.
    На самом интересном месте…

    Так чем же отличается китайский ватт от обычного? Вроде бы как все, что я увидел — это только напоминание о стартовом токе, но это никак не относится к Китаю.

    Про стартовые ток я еще из юности хорошо запомнил, когда во время отключения электричества, решил в серверной посмотреть статус сервера, и включил ЭЛТ монитор, который был включен в тот же бесперебойник что и сервер.
    • 0
      Китайский Ватт отличается от обычного так же, как 80 Вт звуковой мощности в маленьких динамиках переносного магнитофона от реальных 80 Вт звука у Marshall.
      У меня есть китайский китай и «европейский» китай. Разница в габаритах и весе, при разнице в мощности 1000 и 1500 Вт составляет: 600-800 г китай, 5400 г европа. Европейский инвертер, произведенный в Китае больше примерно в 8-10 раз. Если любопытно, то я сфотографирую их рядом.
  • 0
    Холодильник надо пропатчить на работу от низкого напряжения. Почему-то мне кажется, что это реально.
    • 0
      Уже реализовано, хотя не мной. Из Китая был закуплен компрессор на 12В, заменен в обычном холодильнике, закачан по новой хладагент и запущен в работу. Все здорово, только стоимость работ и оборудования составила >12 тыс. рублей. За эти деньги уже можно купить инверторный холодильник класса А+ или А++, который и потребляет мало и стартовых токов не имеет.
      А еще есть холодильники, работающие на пропане :)
      • 0
        Я, как электронный экстремист, постарался бы перепилить имеющийся мотор на низковольтный DC путем добавления самопальных инверторов.
        А потом бы еще продавал бы сделанную плату другим экологам-самопальщикам.
  • 0
    При пайке солнечных элементов (особенно поликристаллических) очень критичен температурный режим. Паяльник локально перегревает структуру элемента, вызывая деградацию характеристик, микротрещины вплоть до обрыва и КЗ отдельных элементов Что, собственно, у вас и получилось.
    Паять их надо на термостоле феном с пастой или в печке в соответствии с рекомендованным термопрофилем. В принципе, и паяльником на термостоле паять можно, задав ему температуру около 150 градусов. Предподогрев значительно уменьшает термоудары.
    • 0
      Вот именно такое понимание вопроса приходит с опытом. Мой опыт самостоятельного изготовления солнечных батарей закончился с выпуском двух штук. Дальше я доверился заводам, а полученное удовольствие от работы не сравнится ни с чем.
      • 0
        Сколько Вт получилось от заводских? для сравнения с самодельными.
        как я понял из 140Вт самодельные выдали 40Вт.
        • 0
          Именно. Треть от рассчетного. Экономически нецелесообразно, если самому не наладить гаражное производство с отработанным техпроцессом и не экономить на стекле, рамке и прочем.
          • 0
            Заводские и выдают расчетные 140Вт?
            • 0
              Заводские я брал по 100 Вт. Со сборки 8шт х 100 Вт в пике видел до 760 Вт. Думаю, зимой при ясной погоде и прямом солнце может быть больше, так как охлаждение положительно влияет на КПД, да и при морозе дымки нет.
              • 0
                в общем и целом понятно. Самопальные обходятся в 3 раза дешевле и выдают в 3 раза меньше. Так что выгоды нет, если плохо собирать. Может дело не в качестве сборки, а в качестве самих элементов? Возможно китайцы шлют отбраковку от производства нормальных панелей. Замерить бы чисто элементы. Или замерить после сборки.
                • 0
                  Мне самопальные обошлись на 10-15% дешевле и выдали в 3 раза меньше расчетной мощности.
                  Китайцы шлют чаще всего Grade B или Grade C, а доказать, что прислали брак очень сложно. Самостоятельные сборщики имеют большой запас элементов и проводят предварительную отбраковку, замеряя мощность каждого элемента перед пайкой.
  • 0
    в то время как с большим напряжением пришлось бы покупать аккумуляторы парами, тройками или четверками.

    Позволю себе с Вами не согласиться — цена при этом остается практически без изменений, но при выходе одной ячейки аккумулятора из строя, цена ремонта существенно падает.
  • 0
    постоянный ток, в отличии от переменного при повышении напряжения выше 36 Вольт является куда более опасным для человека. Если не углубляться в теорию, то от переменного тока с напряжением в 220В руку оторвать чаще всего можно, а вот от постоянного почти никогда нельзя
    Я бы с Вами поспорил. Руку также легко можно «оторвать» и от 110-220В постоянки. Вы предполагаете, что сможете «оторвать» руку в тот момент, когда синусоида будет проходить через ноль? Более опасным является поражение именно переменкой, т.к. помимо ожога это может вызвать фибрилляцию сердца.
  • +1
    Поскольку цена инверторов с настоящим синусом растет быстрее пропорционально мощности, чем у таковых с ненастоящим синусом, может иметь смысл иметь отдельно два разных инвертора. И совсем уж странно выглядит использование высокого напряжения для осветительной сети.
    • 0
      Ненастоящий синус достаточно провести через LC-фильтр чтобы он стал более менее приличным. Но моё ИМХО — для света достаточно и прямоугольника высокого напряжения при условии что на местах будут установлены DC-DC конверторы для освещения. Им пофиг на форму сигнала.
      Но прямоугольник в силовой сети может легко нарушить радиосвязь на КВ и СВ.
      И преимущество высокого напряжения — низкие потери на доставку электричества в дальние закутки дома. Даже 10 метров — уже будет выигрыш в уменьшении потерь т.к. потери на преобразовании превысят потери при передаче на низком напряжении.
      Если конечно свет подключать очень недалеко от аккумулятора, то низкое напряжение выигрывает.
  • +1
    Вы бы в начале вашей статьи указали ссылку на первую часть. Людям искать проще будет, кто начало проглядел.
    • +1
      Спасибо за идею. Вставил ссылку
  • 0
    Понимаю что не совсем по теме, но у меня родился такой вопрос.

    Будет ли смысл в такой конфигурации: Газовый котел-колонка → бойлер, подключенный к солнечной автономке → потребитель

    Поясню. Пока нагреется вода в колонке и дойдет до крана должно пройти около трех минут зимой, плюс труба по дому метров 15-20. А если в бойлер сразу будет поступать горячая вода от колонки и поддерживаться на нужной температуре автономным электроснабжением?

    • 0
      Есть бойлеры косвенного нагрева. Вот там можно одновременно электрическим ТЭНом греть воду и косвенно-котлом. Тогда работать будет Ваша схема.
    • 0
      Нагревать воду электричеством очень неэффективно. Особенно полученным с солнечных панелей.
      В таком варианте лучше использовать солнечный коллектор и теплоизолированную накопительную емкость поближе к крану. Судя по рекламке, уверяют что работает даже зимой — лишь бы было солнце.
      • 0
        Зимой можно будет греть только вакуумными трубками в большом количестве и чаще всего выход температуры будет на уровне 40 градусов. Бойлер на 80 литров за зимний день от одной панели не прогреется.
        А электричество можно сбрасывать лишнее в тепло, к примеру, летом.
        • 0
          Летом и от солнечного коллектора можно получить массу энергии на нагрев воды.
          • 0
            Надо покупуть солнечный коллектор и тратить деньги или же использовать имеющиеся солнечные батареи и греть воду только излишками энергии.
  • 0
    Всегда интересовался системами автономного энергоснабжения, и с октября 14 года в эксплуатации система с расчетной мощностью около 19 кВт. Панели ФСМ-260М, очень хорошо «ловят» рассеянный свет при тумане или облачности. Потребляемая мощность оборудования даже зимой не выходила за 9 кВт, поэтому контроллер «брал» с панелей только необходимую мощность.
    Система, правда, не для частного коттеджа, а для сотового оператора в Приморском крае.

    • 0
      Какова стоимость и характеристики всей системы?
  • 0
    Сейчас кристаллы стремительно дешевеют. Поли и Моно различаются в цене на 30% при одинаковом grade. Моно эффективнее в пасмурную погоду и даже при тусклом домашнем свете. Сравнивал поли и моно из одной партии (Grade A), делал 2 исследования под разными углами (пока просто на окне).

    Графики — plot.ly/~earnberry/67/poly1-mono1-poly2-mono2/

    по оси y — снятое с помощью analogRead arduino напряжение (1023 — 5v). А еще кстати, моно-кристалл треснул (сам еще новичек, не знали, что нужно прогреть, треснул по-диагонали, просто пропаяли дорожку и он работает).
    • 0
      Долго ещё дешеветь придётся, чтобы было целесообразно их использовать в России. В Мордовии в сельской местности КВт*ч стоит ~1 рубль (для нероссиян — 2 цента), в городе — грубо 3 рубля (5 центов). В странах со стоимостью 1 КВт*ч от 10 центов, вроде бы идёт речь про окупаемость батарей за 5-10 лет, но в России на это уйдёт 10-20 лет в городе и 20-40 в деревне. Что-то мне подсказывает, что 10-40 лет оборудование не проживёт.
      • 0
        Тут целесообразен вариант, когда сеть еще не провели…
  • 0
    Я так понял светлые пятна на самодельных батареях это воздух между стеклом и батареей?
    • 0
      Совершенно верно, не выгнал сразу воздушные пузыри. На работу не влияет, но выглядит не ахти
      • 0
        На самом деле влияет. На границах сред происходит переотражение светового потока и часть света отражается назад. Как раз из-за этого все производители мобильников борются с воздушной прослойкой под защитным стеклом, чтобы экраны на солнце не слепли.
        • 0
          Совместить пластину со стеклом без прослойки воздуха можно при вакуумировании, но границу сред это не уберет.
          • 0
            В телефонах используется специальный клей с низнким коэффициентом преломления. Правда в свободной продаже я таких клеев не видел.
            Подобная же техника используется при просветлении оптики.
            • 0
              Предлагаю вспомнить забавный опыт с погружением стеклянной палочки в кедровое масло…
              • +2
                Стало интересно. Оказывается, подойдет и растительное масло:
                • 0
                  Примерно это я и имел ввиду. Рад, что Вы поняли намек :-)

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.