Совсем забыл что обещал дать раскладку по стоимости солнечной "электростанции" поэтому перед рассказом о своих "тратах" солнечной электроэнергии сделаю отступление на эту тему.
Смысла называть стоимость в которую мне обошлась моя особо не вижу, так как она собиралась и апгрейдилась на протяжении 5 лет. Тот же контроллер панелей менялся 3 раза. Изготовление самодельных панелей тоже довольно прилично увеличило её стоимость.
Да да - самостоятельное изготовление это нифига не экономия, возможно когда то лет 5 назад это ещё и имело смысл, но теперь он теряется. Стоимость приличных ячеек + плёнки (либо жидкие капсулянты), стекло, алюминевая рамка и коробка (далеко не всем подойдёт мой бескорпусной вариант). Затем тестирование ячеек перед сборкой в цепочки и возня с заливкой либо триплексование. Всё это имеет смысл делать только из желания чем то занять руки либо изготовить то, что не возможно купить готовым. Как это и получилось в моём случае.. Заводских панелей в габарит 110*90см как не было так и нет.
Итак стоимость:
1. солнцепанели - уловно 5000р за 100вт панель, можно найти как дешевле так и дороже, это может зависеть как от производителя (и соответственно потенциально качества) так и жадности продавца. Как это обычно водится "оптом дешевле" и 300вт панель можно купить даже сейчас на авито за 14000р, думаю если пошукать и за 13 тышш. В то же время есть панели которые можно использовать не только по прямому назначению, но и как элемент декора например производства SERAPHIM и как следствие они будут дороже.
Таким образом 600вт солнцепанелей (это номинал моей сборки) стоит 28-30 тысяч.
2. контроллер - если станция собирается не для баловства как у меня то надо брать сразу нечто приличное например такое https://ru.aliexpress.com/item/Tracer-Solar-Charge-Controlle... и ставить панели в 24V систему то есть если это 100вт панели то 2 панели последовательно и 3 цепочки параллельно. 300вт панели и так высоковольтовые они ставятся параллельно.
Контроллер 8500р.
3. Инвертор необходим если мы хотим питать обычную бытовую технику рассчитанную на 220V переменки. Вот тут самый интересный момент - от необходимой мощности сильно зависит цена. Так например модель на 1квт стоит например 8500р, а модель на 2квт уже 12 тысяч. Это цены абсолютно условные так как от производителя цена зависит куда как больше чем у солнцепанелей. Я привёл цены синусных китайцев. Российские производители зачастую прилично дороже, европейские вообще космос.
Есть один момент - в принципе всегда возникает желание сэкономить на инверторе и купить не синусный аппарат, а с аппроксимацией. Но к сожалению есть некоторая часть техники которые от таких инверторов работают не совсем корректно (в основном это касается моторов). На ютубе есть ролики где это всё демонстрируется. В общем я не советую пытаться экономить на инверторе. Например на моём первом инверторе Alca 150вт с аппроксимацией не хочет запускаться БП от ноута. Я его теперь использую для переносного 220V паяльничка :) Хотя если в потребителях одни светодиодные лампочки то почему бы и нет ?
Ещё один момент касаемый выбора мощности инвертора - не стоит брать в натяг, любые приборы работающие на пределе своих возможностей долго не живут ( КПД обычно тоже начинает страдать). Да и с запуском чего либо с мотором не имеющем функции плавного старта могут быть проблемы. Так например холодильники запускаются далеко не от всякого инвертора на 800вт хотя реально их потребление в разы меньше - пусковые токи чтоб им было не ладно. Поэтому для работы холодильника я бы не рекомендовал модели слабее 1000вт.
Итак инвертор скажем на 2000вт чтоб уж точно хватило и на холодильник и на скажинный насос и на любой электроинструмент - 12 тысяч.
4. Самое сложное - аккумуляторы. Тут вообще труба. Одних химий используемых в автономии как минимум ТРИ. Широчайшее семейство свинцовых (думаю не ошибусь если скажу что порядка 2х десятков конструктивов). Следом идут щёлочные аккумуляторы (там тоже есть подсемейства). Ну и самые молодые и бодрые это литиевые (3 основных типа химий).
Тут сложно что то однозначно советовать, каждая из химий имеет как свои плюсы так и минусы. Поэтому остановимся на свинце как самом распространённом и понятном для большинства и при этом возьмём в расчёт самую дешёвую разновидность - стартерник. Да это наименее живучие для данного применения аккумуляторы, зато есть везде и относительно дёшевы :) но таки если проявить должное к ним внимание они могут поработать и долго..
Скажем Тюмень 6ст-190L это аккум на 190а*ч с средней ценой 11-12 тысяч за шт. Он обладает теоретической энергоёмкостью 12V*190а*ч= 2280вт*ч. Почему теоретической, потому как стартерники предназначены совсем для друго и категорически НЕ любят глубоких разрядов. Народ поговаривает, что 80-100 глубоких циклов могут убить стартерник напрочь. И для того чтоб продлить ему жизнь лучше больше половины его не разряжать (в дальнейшем я напишу про свинцовики побольше информации которая возможно поможет продлить их жизнеспособность). Таким образом стартерник на 190а*ч чтоб его не насиловать почём зря может отдать условно 1100вт*ч. Но это он отдаст по 12V, а по 220V мы получим в лучшем случае с учётом КПД в 90% 1100*0,9=990вт*ч.
Этого энергозапаса хватит например на эдак 6 раз вскипятить чайник на 1,7 литра (мощность 1,8квт, закипает он 5 минут и тратит на это 150вт*ч). Или часов 20 горения светодиодных лампочек на 50вт.
Но и тут есть нюанс - это опять же в теории, так лампочки прекрасно прогорят 20 часов, а вот чайник расчётные 6 раз не вскипятится. И дело тут в особенности свинцовых аккумуляторов - они не любят быстрый разряд. Все цифры их энегоёмкости заявляемые производителями в основном нормируются при 20ч разряде, некоторые модели при 10ч. Стартерники наверняка при 20ч. Таким образом если его разряжать светодиодками за 20 часов он выдаст номинал, а если попытаться кипятить воду чайником мощностью 1,8квт то выдаст он эдак 70% от номинала.
Исходя из всех этих знаний и высчитываем необходимую ёмкость аккумуляторов, но остановимся на парочке 6ст-190 стоимостью пусть 24тысячи.
Провода и прочую мелочёвку откинем чтоб не усложнять расчёт и на выходе имеем 30+8,5+12+24= 74,5 тысячи.
Эта система сможет выдать на нагрузку без особого риска для аккумуляторов ~2,2квт*ч (а в экстренном и все 4квт*ч) и в то же время в погожий солнечный денёк при грамотном расположении солнцепанелей выдать на гора более 4квт*ч. То есть днём питаем нагрузку на 2квт*ч, и к вечеру имеем полные аккумуляторы и на тёмное время суток ещё остаётся порядка 2квт*ч в аккумуляторах.
Сетевые инверторы которые заливают электроэнергию с солнцепанелей напрямую в электросеть я не рассматриваю, так как уже неоднократно писал - есть сеть солнцепанели не нужны (не рентабельны). Да и работают эти инверторы только при наличие внешней сети и если вырубают сетевое электричество они перестают работать. И это если оставить в стороне тот факт, что в России пока не принят официальный закон разрешающий генерацию в сеть.
Уффф я сделал это!
Теперь перейду к своим потребителям. Когда я начинал своё увлечение у меня был блокнотик в который я записывал те десятки вт*ч которые я получал за полный световой день. Их по сути хватало только на заряда чего то мобильного. Я накупил DC-DC понижайки от которых заряжал смартфоны, планшеты и повербанки..
Именно те что я покупал уже канули в небытиё на али, но это было нечто типа
https://ru.aliexpress.com/item/WAVGAT-DC-DC-9V-12V-24V-36V-T... но у моей ограничение на разряд зашито 10,5 вольта то есть она не разряжала как мне казалось тогда свинец глубоко :)
Затем с ростом мощности панелей до 2*50вт был куплен стартерник Exide 90а*ч который я убил по неопытности чуть более чем за год.. Но пока он был ещё жив на работе я неожиданно для себя стал ответственным за ИБП хозяйство. И буквально сразу после этого последовала плановая замена аккумуляторов во множестве ИБП smart-upc 2200VA RM каждый с дополнительным аккумуляторным боксом. То есть у меня на руках оказалось порядка 60 модулей RBC31 по 4 аккумулятора по 9а*ч в каждом. И до кучи ещё 8 модулей RBC44 с кучей меклих 5а*ч кубиков. Старые подлежали утилизация и я прогнав на разряд по нескольку штук тех и тех (ёмкость показали вполне приличную типа 7 и 4а*ч) начал их бездумно таскать домой и собирать в более крупные блоки. Типа таких
Пока однажды ночью один из аккумов в сборке не ушёл в терморазгон и не провонял всю квартиру.. После этого я перестал их собирать в блоки спайкой по нескольку штук, а начал делать кучу проводов для парного подключения аккумов к ощему клемнику. Чтоб можно было в любой момент вынуть любую пару и протестировать ей на вшивость. Ну и само собой стал тащить на лоджию аккумы исключительно прошедшие КТЦ на работе.
Емкость аккумуляторной сборки росла и я заморочился с самодельными панелями и как следствие электричества для мобильных гаджетов стало избыточно. А параллельно с этим я занялся переделкой галогеновых ламп в светодиодные которые питались от 12БП от розеток. Вот для них то я сделал сборки по 4шт 9а*ч аккума которые заряжал на лоджии от здоровой сборки и затем разносил туда где стояли настольные лампы.
Заряда сборки хватало на десятки часов непрерывного свечения, но тогда я ещё не знал всех "особенностей" свинца и через какео то время заметил, что ёмкость падает довольно быстро.
Так же был куплен инвертор с чистым синусом Ritmix RPI-6100 и он уже более 3х лет работает у меня. Установлен он был на лоджии рядом с аккумуляторной сборкой и сразу встал вопрос что им можно питать? На лоджии из потребителей ничего, надо тянуть в квартиру.. Но дело в том что лоджия расположена в спальне. И там тоже нет никаких постоянных потребителей. Зато сразу за спальней есть мой типа "кабинет" где нонстопом годами работает домашний сервер. О! самое то. Но как протащить провод через всю спальню с лоджии. По полу не вариант, плинтус не полый.. ндяяя засада. Пока чесал голову задрал голову вверх и упёрся взглядом в натяжной потолок. Снимать его ради протягивания провода тоже не вариант. И тут увидел пластиковый штапик (или как его там ) закрывающий стык потолка и стены и втыкающийся в пластиковый профиль на который натягивается потолок. Вытащил его и в появившуюся щель затолкал провод ШВВП 2*0,75. Правда перед этим просверлил пластиковый косяк лоджийной двери чтоб протащить там провод. Ну а вент. отверстие между спальней и кабинетиком уже было сделано ранее. Таким образом электричество с лоджии было дотащено до потребителя.. Всего то метров 15 провода и вуаля.
В итоге схема выглядела так - свинцовые аккумуляторы 12V на лоджии заряжаемые от солнышка > инвертор на 220V > 15 метров провода > ИБП > сервер.
ИБП в этой цепочке был необходим для того случая когда сборка на лоджии садилась я выключал инвертор, сервак переходил на питание от ИБП и дав ему немного попищать переключал его в сетевую розетку. Затем когда сборка на лоджии опять заряжалась переключал ИБП на обесточенную пока розетку от инвертора и топал на лоджию включать инвертор.
В ходе такой эксплуатации всплыл один момент о котором я ранее даже не задумывался.. Холостой ход инвертора. Временами было лениво идти на лоджию и я просто передёрнув ИБП в сеть не выключал инвертор и заметил что если солнышко не заряжало сборку она продолжала разряжаться.. Полез курить интернет и узнал про холостой ход. У моего инвертора он оказался 7-8вт.. То есть даже когда инвертор ничего не питал он продолжал подъедать аккумулятор со скоростью 8вт*ч что на выходе в сутки давало 192вт. Когда солнца было дофига это не сказать чтоб критично, но в пасмурные дни он съедал больше чем вырабатывалось и тогда я начал ходить и вырубать инвертор всегда когда он не использовался.. Но как известно лень двигатель прогресса и сбегав несколько раз на холодок прикупил вот такое
видны белые "хвосты" от которых заряжались переносные батареи для всякого разного.
со временем таковые добавились для питания например музыки на комповом месте..
Инвертора на фото не видно так как он подвешен под столешницей..
На этих фото 54 аккумулятора по ~8а*ч каждый что даёт ~432а*ч или ~5,2квт*ч полной ёмкости от которой я в основном брал 3квт*ч, но временами и 4.. Так как особо не переживал за здоровье аккумов ввиду почти каждогодичной плановой смены в очередных ИБП. За эти почти 3 года я полность поменял 2 раза аккумы. Что то после тестов уходило на цветмет, что то ещё годное (6-7а*ч) растаскивал по родне для небольших системок автономного освещения уличных клозетов на дачах ;-)
Ещё такой интересный момент - несколько раз я устраивал промеры потребления сервака и в основном своём режиме он регулярно показывал ~37вт потребления по 220V. В то же время разряд лоджийной сборки проходил явно быстрее чем должно было бы быть.
Когда приобрёл довольно точный ваттметр постоянного тока устроил промер сколько же уходит с аккума был удивлён..
Ваттметр такой:
Выходило в то время как судя по показаниям ваттметра по 220V комп потреблял 37вт с аккумуляторов на инвертор по 12V уходило ~60вт :( Даже если убрать 8вт собственного потребления инвертора и учесть КПД его преобразования в 88% то на сервер должно было приходить ~46вт. А ну да в цепи же стоит ИБП, но как оказалось он особой роли не играл.
Знающие люди объяснили сей факт, что ваттметр по переменке меняет только активную энергию, а реактивную ту что тратится на нагрев проводов нет.
Вот и получается что с аккумуляторов до потребителя добирается только ~60%. С этого момента я и начал сильно думать как изменить сей баланс. К чему это привело рассажу в последней части завтра, там же окончателные выкладки по свинцу и почему не стоит для целей автономки использовать ИБП..
Чую обилием буков уже утомил не только себя..
