О возможности использования солнечных батарей в домашних хозяйствах говорят и пишут уже давно. Как и о том, что системы получаются дорогими, и в наших условиях не окупаются. Но рынок предлагает новые решения, и некоторые из них можно реализовать при относительно скромном бюджете.
Проект, материалы по которому были любезно предоставлены Алексеем Тептеевым, был реализован в окрестностях Магнитогорска. Заказчик хотел уложиться в скромный бюджет. В целом это удалось, но от некоторых полезных функций пришлось отказаться.
Снаружи дом с установленными солнечными панелями выглядит вот так:
Солнечные панели
На крыше установлено 9 паналей поликристаллического кремния CHN250W-60P по 250Ватт производства Chinaland Solar Energy. Суммарная мощность - около 2кВт. Панели соеденены последовательно-параллельно для получения напряжения 48 вольт.
Чаще всего в подобных системах используют "солнечный контроллер" для управления всей системой и нахождения "точки максимальной мощности" солнечных батарей MPPT (Maximum Power Point Tracking). Такие системы выпускаются многими производителями, в том числе отечественными.
Но в нашем случае бюджета для этого устройства не нашлось, и его (с потерей 20-30% КПД системы) заменили на реле тока, реле перенаряжения для защиты аккумуляторов, и вольтметр модели CJ-DV51-T с шиной Modbus RTU. Данные с него считываются ПЛК Овен 100, на нем же реализована вся логика управления.
ПЛК в зависимости от напряжения на аккумуляторах и времени суток производит подключение - отключение основных потребителей энергии (электрический бойлер, эл. теплые полы, зарядка Тойты Приус и др.нагрузки).
В случае возникновения избыточного напряжения на блоке солнечных батарей для защиты аккумуляторов отключаем их от зарядки и через GSM модем Овен ПМ01 отправляем SMS уведомление владельцу. Через SMS возможно и управление системой.
Инвертор
Для получения 220в переменного тока из низковольтного постоянного напряжения, выдаваемого аккумуляторной батареей, требуется инвертор. В данном проекте использован интвертор на 3кВт МАП HYBRID производства московской компании МикроАрт. Приборы известны своей высокой надежностью и скоростью переключения 2-4мс.
Мы рекомендуем применять модели инверторов с фукнцией сетевого инвертора, что позволяет инвертору "возвращать" электороэнергию в сеть при ее избыке. Если закон о продаже электроэнергии ее поставщикам будет принят, появится дополнительная возможность возврата инвестиций, сделанных в подобную солнечную электростанцию.
Аккумуляторы
Было использовано 16 кислотных аккумуляторных батарей по 60А/ч 12Вольт. Они были соеденены последовательно - параллельно, чтобы получить 48Вольт для инвертора. В отличие от гелевых аккумуляторов кислотные дешевле, и их можно обслуживать.
Программирование системы управления
Логика работы контроллера была реализована на ПЛК Овен. Он программировался в среде CoDeSys
Графический интерфейс управления был выполнен в SIMP Graphics Designer
Бюджет проекта
Суммарная стоимость проекта составила порядка 170 тыс. рублей. Учитывая, что в сутки солнечная электростанция вырабатывает в среднем 10кВт-часов энергии, срок окупаемости будет около 10 лет. Но основная цель проекта - бесперебойное снабжение дома электроэнергией. В поселке часто отключают электричество, и наличие пусть не очень мощного, но гарантированного источника электропитания в этом случае очень полезно.
Материалы для статьи предоставлены Алексеем Тептеевым, компании ТеКо.