Электрогенераторы – это дополнительный источник энергии для дома. В случае большой удаленности основных электросетей он вполне может их заменить. Частые перебои электроэнергии вынуждают устанавливать генераторы переменного тока.
Стоят они не дешево, есть ли смысл тратить более 10 000 т.р. за устройство, если можно сделать генератор из электродвигателя самому? Разумеется, для этого пригодятся некоторые навыки электротехника, и инструменты. Главное не придется тратить деньги.
Можно собрать простой генератор своими руками, он будет актуален в том случае, если нужно покрыть временную недостачу электроэнергии. Для более серьезных дел он не пригоден, так как не обладает достаточной функциональностью и надежностью.
Естественно, в процессе ручной сборки есть немало трудностей. Требуемые детали и инструменты могут отсутствовать. Неимение опыта и навыков в подобных работах может наводить страх. Но сильное желание будет являться главным стимулом, и поможет преодолеть все трудоемкие процедуры.
Реализация генератора и принцип его работы
Благодаря электромагнитной индукции в генераторе образуется электрический ток. Это происходит потому, что обмотка движется в искусственно созданном магнитном поле. В этом и есть принцип работы электрогенератора.
Движение генератору придает двигатель внутреннего сгорания малой мощности. Он может работать на бензине, газу или дизельном топливе.
В устройстве электрогенератора имеется ротор и статор. Магнитное поле создается при помощи ротора. На нем крепятся магниты. Статор является неподвижной частью генератора, и состоит из специальных стальных пластин и катушки. Между ротором и статором есть маленький зазор.
Есть два типа электрогенератора. Первый имеет синхронное вращение ротора. У него сложная конструкция, и низкий КПД. Во втором типе ротор вращается асинхронно. По принципу действия – он прост.
Асинхронные двигатели теряют минимум энергии, тогда как в синхронных генераторах показатель потерь доходит до 11%. Поэтому электродвигатели с асинхронным вращением ротора пользуются большой популярностью в бытовых приборах, и на различных заводах.
В процессе работы могут возникать перепады напряжения, они губительно сказываются на бытовых приборах. Для этого на выходных концах стоит выпрямитель.
Асинхронный генератор прост в техническом обслуживании. Его корпус надежен и герметичен. Можно не бояться за бытовые приборы, имеющие омическую нагрузку, и чувствительные к перепадам напряжения. Высокое КПД, и продолжительный период эксплуатации, делают устройство востребованным, к тому же его можно собрать самостоятельно.
Что понадобится для сборки генератора? Во-первых, нужно подобрать подходящий электродвигатель. Его можно взять от стиральной машинки. Самостоятельно делать статор не стоит, лучше воспользоваться готовым решением, где есть обмотки.
Стоит сразу запастись достаточным количество медных проводов, и изолирующими материалами. Так как любой генератор будет производить скачки напряжения, то понадобится выпрямитель.
По инструкции для генератора своими руками требуется сделать расчет мощности. Чтобы будущее устройство выдавало необходимую мощность, ему нужно дать число оборотов чуть больше номинальной мощности.
Воспользуемся тахометром и включим двигатель в сеть, так можно узнать скорость вращения ротора. К полученной величине нужно прибавить 10%, это позволит не доводить двигатель до перегрева.
Поддерживать необходимый уровень напряжения помогут конденсаторы. Они подбираются в зависимости от генератора. Например, для мощности в 2 кВт потребуется емкость конденсаторов в 60 мкФ. Таких деталей нужно 3шт с одинаковой емкостью. Чтобы устройство получилось безопасным, его нужно заземлить.
Процесс сборки
Тут все просто! К электродвигателю подключаются конденсаторы по схеме «треугольник». В процессе работы периодически нужно проверять температуру корпуса. Его нагрев может происходить из-за неправильно подобранных емкостей конденсатора.
За самодельным генератором, не обладающим автоматикой, нужно постоянно следить. Возникающий со временем нагрев будет понижать КПД. Тогда устройству нужно дать время для охлаждения. Время от времени следует замерять напряжение, число оборотов, и силу тока.
Неправильно рассчитанные характеристики не способны придать оборудованию необходимую мощность. Поэтому перед началом сборки, следует провести чертежные работы, и запастись схемами.
Вполне возможно, что самодельное устройство будут сопровождать частые поломки. Не стоит этому удивляться, так как герметичного монтажа всех элементов электрогенератора в домашних условиях получиться практически не может.
Итак, как сделать генератор из электродвигателя теперь надеюсь понятно. Если есть желание сконструировать аппарат, мощность которого должно хватать для одновременной работы бытовых приборов и осветительных ламп, или строительного инструмента, тогда нужно сложить их мощность и подобрать нужный двигатель. Желательно чтобы он был с небольшим запасом мощности.
Если при ручной сборке электрогенератора постигла неудача, не стоит отчаиваться. На рынке есть множество современных моделей, не нуждающихся в постоянном надзоре. Они могут быть различной мощности, и достаточно экономичными. В интернете есть фото генераторов, они помогут оценить габариты устройства. Единственный минус – это их дороговизна.
Фото генераторов своими руками
Солнечная электростанция своими руками: фото сборки
Самодельная солнечная электростанция, которую может сделать каждый своими руками: фото и видео сборки небольшой мини электростанции для дома.
В этой статье подробно показано изготовление солнечной батареи и её подключение к автомобильному аккумулятору и инвертору 12V = 220V. Электростанция рассчитана на энергоснабжение бытовых приборов, работающих от сети 220 V.
Сборка солнечной электростанции
Для изготовления панели были использованы 60 солнечных элементов, каждый из которых выдаёт напряжение 0,5 V и ток 4 А.
Корпус панели автор изготовил из стекла, раму из алюминиевого профиля. Алюминиевые уголки по краям срезаются пилой по металлу под углом 45 градусов, для ровного среза используется приспособление — стусло.
- Размер панели 980 х 900 см, размер каждого солнечного элемента 80 х 150 см.
Приступаем к пайке лицевой стороны солнечных элементов, для пайки понадобится 40 ватный паяльник, менее мощный паяльник лучше не использовать, он не сможет полноценно прогреть место пайки на пластине. Место пайки покрывается спиртовым раствором канифоли.
Обратите внимание! Полупроводниковые фотоэлементы очень хрупкие, работать с ними нужно крайне аккуратно!
- После пайки клеим панельки лицевой стороной к стеклу с помощью строительного силикона.
- Также нужно спаять все элементы с внутренней стороны в одну цепь.
- С торца корпуса рамы выводим провода плюс и минус.
- Заднюю стенку панели нужно защитить от пыли и влаги, закрываем её полиэтиленовой плёнкой и заклеиваем скотчем.
Каждый элемент выдаёт 0,5 V и 4 А, автор подключил последовательно две группы элементов по 30 шт. которые выдают по 15V, затем две группы подключил между собой параллельно, что увеличило ток до 8 А, общее напряжение которые выдают все элементы составляет 15V, что идеально подходит для зарядки автомобильного аккумулятора.
Схема солнечной электростанции.
Сам аккумулятор нужно подключать к солнечной батарее через диод «Шотки», чтобы ночью солнечные элементы не поглощали энергию из аккумулятора и не разряжали его. Для подключения аккумулятора нужно использовать медный провод сечением не менее 1м².
Чтобы избежать перезаряда аккумулятора его нужно подключить к панели через контроллер заряда или как сделал автор — собрать ограничитель заряда.
Чтобы преобразовать напряжение аккумулятора из 12V в 220V, нужно подключить к нему инвертор. В роли инвертора здесь использован старый бесперебойник от компьютера, который выдаёт 220 V, мощность до 500 Вт. Как вариант можно приобрести инвертор в радиомагазине.
Более наглядная схема подключения всех компонентов электростанции.
Панель нужно установить в максимально освещённом месте, повернуть на юг и наклонить под углом около 45 градусов. Угол наклона панели зависит от широты и времени года, поэтому в каждом случае лучше поэкспериментировать с направлением и углом чтобы добиться максимальных результатов.
Не забудьте крепко закрепить панель, при сильном порыве, ветер её может запросто опрокинуть и разбить стекло.
Рекомендую посмотреть видео автора самоделки, где подробно показан весь процесс сборки электростанции.
Автор самоделки KREOSAN.
(6
Инструкция по изготовлению солнечной батареи своими руками | Генераторы для каждого
Солнце – наш главный источник энергии, ведь даже в камерах сгорания моторов и генераторов, в топках котельных и электростанций используется «законсервированная» миллионы лет назад в виде газа, нефти и угля солнечная энергия. А нельзя ли использовать энергию солнца непосредственно, сэкономив на услугах непрошеных посредников – нефтяных, газовых и энергетических компаний?
Разумеется, наибольшее развитие личная гелиоэнергетика (от греческого «Гелиос» — Солнце) получила в странах, получающих достаточное количество солнечного света. Количество солнечного света выражается показателем инсоляция.
Инсоляция – количество солнечной энергии, получаемой стандартным участком плоской поверхности (горизонтальным либо наклонным относительно горизонта) за отрезок времени. Инсоляция измеряется в киловатт-часах на квадратный метр (кВт*час/м2).
Для различных расчетов используют суммарную либо среднюю инсоляцию. Инсоляция зависит, во-первых, от астрономических факторов – длины светового дня и высоты солнца над горизонтом для данной широты.
Во-вторых, на инсоляцию влияют факторы метеорологические: инсоляция не будет высокой даже при долгом световом дне, если большую часть года небо закрыто тучами.
На большей части территории нашей страны инсоляция колеблется от умеренной до низкой.
Если в странах, богато одаренных солнечным светом гелиоэнергетика является значительным фактором экономии энергии (например, в Испании владельцы частных домов обязаны иметь солнечные нагреватели воды), то у нас солнечная альтернатива имеет смысл только в качестве вспомогательной энергосистемы в летний период.
Существуют разные способы использования солнечной энергии. На практике массово применяют в основном солнечные коллекторы и солнечные батареи.
В солнечном коллекторе излучение светила нагревает воду либо другой теплоноситель.
В дальнейшем нагретый теплоноситель может использоваться сам по себе (например, в системе горячего водоснабжения или отопления) или для последующей переработки в электроэнергию.
Солнечная электростанция в Крыму по принципу действия являлась именно коллектор – сконцентрированное системой зеркал солнечное излучение нагревало воду в резервуаре, образующийся пар вращал турбину.
В отличие от коллектора в солнечной батарее энергия светила превращается в энергию непосредственно. Солнечная батарея или солнечная панель представляет собой объединенный в единую систему (батарею) ряд полупроводниковых фотоэлементов. .
Эффективность практического использования солнечной батареи зависит от ее важнейшей характеристики – коэффициента фотоэлектрического преобразования (КФП), показывающего, какая доля солнечной энергии в процентах преобразуется в электричество.
- Важным свойством солнечной батареи является преобразовывать в электричество видимую, а не тепловую часть солнечного излучения, что делает их пригодными для использования в местности с низкой годовой температурой, но хорошими показателями освещенности.
- Сэкономить семейный бюджет, оснастив загородный дом гелиоэнергетическим источником электричества можно тремя способами:
Монтаж под ключ
Заказать у специализированной фирмы весь комплекс работ под ключ – самый простой вариант. Достаточно набрать телефонный номер или сделать заявку на монтаж на сайте фирмы. Квалифицированные специалисты сами все замерят, спроектируют и установят. Недостаток – повышенная стоимость.
Цена комплекта солнечных модулей и сопутствующего оборудования имеет нередко порядок десятков тысяч рублей, и достигает для мощных комплектов, способных полностью заменить собой централизованное электроснабжение в летнее время, сотен тысяч рублей.
За монтаж фирмой под ключ будьте готовы выложить дополнительно от пятидесяти до ста и более процентов стоимости комплекта.
Читайте также: Принцип работы и виды индикаторов скрытой проводки
Самостоятельная установка комплекта
Установить готовый комплект самостоятельно – наиболее оптимальный вариант по соотношению простота/стоимость. В нале необходимо сделать выбор параметров солнечного оборудования.
Для этого вычисляем среднесуточное потребление энергии за тот период года, в пределах которого мы собираемся пользоваться солнечной энергией. Исходя из полученных цифр, выбираем комплект, который сможет обеспечить необходимое количество энергии.
Ниже представлены параметры и цены пяти готовых комплектов
Можно также приобрести комплект покомпонентно и собрать своими руками. Гелиоэнергетический комплект состоит из следующих компонентов:
- Солнечный модуль (один или несколько) – главная часть комплекта, батарея собранных заодно на каркасе, либо бескаркасно, фотоэлементов.
- Инвертор – устройство для преобразования вырабатываемого солнечным модулем постоянного тока в переменный ток стандартного напряжения (220 В для РФ и стран СНГ), потребляемого бытовыми электроприборами.
- Аккумуляторные батареи для обеспечения бесперебойного электроснабжения. Накапливает энергию, поступающую от солнечного модуля во время его работы, и отдает его в темное время суток либо когда погода не позволяет вырабатывать электричество из солнечного света эффективно.
- Контроллер – устройство, регулирующее работу аккумуляторов, и не дающее им перезаряжаться или разряжаться сверх меры, что может привести к выходу их из строя.
Покомпонентная сборка своими руками дает возможность более гибко сделать выбор комплекта, исходя из конкретных местных условий, а также сэкономить на стоимости отдельных компонентов. Для сравнения в таблице приведены параметры и цены солнечных модулей отечественного производства.
Сборка солнечного модуля своими руками
Вариант для настоящих энтузиастов.
Дает некоторую экономию средств, но требует наибольших из всех вариантов затрат и времени, которые окупятся скорее не финансовой экономией, а моральным удовлетворением для тех, кто любит что-то сделать своими руками. Хотя операция сборки предполагает наличие определенных навыков, любой домашний мастер без труда разберется, как сделать солнечную батарею.
Сборка солнечного модуля для дома своими руками начинается с выбора элементов, из которых будет собираться модуль. Элементы бывают монокристаллические, поликристаллические и пленочные. Монокристаллические – самые эффективные, пленочные – самые дешевые, поликристаллические – компромисс цена/качество.
Конкретный тип элементов и их количество выбирается исходя из инсоляции региона и планируемого размера и конфигурации модуля.
Значение инсоляции для своего региона из таблицы умножаем на КФП в процентах для планируемого типа элемента (таблица выше) и на планируемый размер модуля.
Узнаем, сколько энергии мы сможем получить от модуля на выбранном типе элементов за год или за конкретный месяц. Сравниваем с потребностью дома в электричестве за тот же период и делаем выводы.
Сборка модуля из выбранного типа элементов включает в себя следующие этапы.
- Выбираем конструкцию каркаса. Для ограждения элементов от повреждений и засорения, батарея должна иметь прозрачный защитный слой, который можно сделать из плексигласа или оргстекла. Элементы можно приклеить непосредственно к оргстеклу или плексигласу, либо смонтированы на листе фанеры и накрыты оргстеклом.
- Некоторые поставщики транспортируют элементы, залив их воском для сохранности в пути. Для удаления воска необходимо нагреть элементы в мыльной воде на водяной бане, потом промыть чистой водой и протереть насухо.
- Из алюминиевого уголка собирается рамка корпуса, стыки заделываются силиконовым герметиком.
- Элементы приклеиваются к выбранной основе на расстоянии не менее 3-5 мм друг от друга.
- Припаиваются токовыводящие дорожки из электрических шин.
- Конструкция накрывается тщательно вычищенным оргстеклом, все стыки герметизируются.
- Готовую батарею монтируем в наклонном положении с углом наклона около 30 градусов так, чтоб плоскость панели была обращена на юг. Можно смонтировать модуль на южном скате крыши дома.
Солнечные батареи – перспективный способ получения альтернативной энергии, эффективность солнечных модулей повышается с каждым годом. Попробуйте сэкономить затраты на электроэнергию, используя энергию солнца.
Как собрать небольшую солнечную электростанцию
В этой статье я хочу рассказать как можно самостоятельно собрать небольшую автономную электростанцию на солнечных панелях, что для этого понадобится, и почему выбор пал на те или иные составляющие электростанции. Допустим нам нужно сделать электричество в (дачном домике, вагончике охраны, в гараже, и т.п.
), но бюджет ограничен, и хочется за минимум средств получить хоть что-то. И как минимум нам нужен свет, питание и зарядка мелкой электроники, а так-же иногда мы хотим к примеру пользоваться электро-инструментом. 
Фото солнечных панелей на крыше домика, две панели по 100 Ватт Для этого по минимуму нам понадобится солнечные панели на 200-300 Ватт, можно конечно и на 100ватт всего, и даже меньше, если вам требуется совсем немного энергии. Но лучше брать с запасом, и сразу определится на какое напряжение строить систему. К примеру если вы хотите все питать от напряжения 12вольт, то лучше покупать панели на 12вольт, а если все будет питаться через инвертор, то систему можно стоить на 24/48 вольт. Например две панели по 100 Ватт, которые смогут дать 700-800 Ватт энергии за световой день. Когда есть солнце тут и от одной панели энергии много, но лучше брать сразу 2-3 штуки чтобы и в пасмурную погоду, и зимой энергия тоже была, так-как в пасмурную погоду выработка падает в 5-20 раз и чем больше панелей будет тем лучше.
На 12вольт есть масса электроники и различных зарядных устройств, у нас большинство автомобилей имеют бортовую сеть 12v и для этого напряжения есть практически все, и это доступно. К примеру от 12v работают светодиодные ленты, которые хорошо подходят для освещения, есть светодиодные лампочки 12v в любом магазине. Так-же для зарядки телефонов и планшетов есть автомобильные адаптеры, которые из 12/24v делают 5v. Такие адаптеры имеют или USB выход один или два и более, или с проводом под конкретную модель телефона или планшета, в общем заряжать электронику от 12-ти вольт проблем нет.
Если вам нужно питать от 12вольт ноутбук, то для этого тоже есть автомобильные зарядные адаптеры, которые из 12v делают 19v. В общем практически все есть чтобы питаться от двенадцати вольт, даже кипятильники, холодильники и электро чайники.
Так-же есть и телевизоры на 12вольт, которые диагональю 15-19 дюймов и обычно ставятся на кухню.
Но конечно если мощность солнечных панелей небольшая и емкость аккумуляторов тоже, то рассчитывать на то можно постоянно пользоваться мощными потребителями не приходится, разве что летом. фото потребители на 12в
Для примера некоторые виды преобразователей работающих от 12 вольт, и некоторые приборы работающие от 12 вольт, такие как чайник, кипятильник, холодильник. Освещение на 12вольт Если все делать на 12v, то тут преимущество в экономии электроэнергии, так-как инвертор 12/220 вольт тоже имеет свой КПД около 85-90%, и дешевые инверторы на холостом ходу потребляют 0,2-0,5 А, а это 3-6 ватт/ч., или 70-150 ватт в сутки. Согласитесь что просто так 70-150 ватт энергии в сутки тратить не хочется, этого же к примеру хватит чтобы дополнительно еще несколько часов светила светодиодная лампочка, проработал телевизор часов 5-7, зарядить телефон раз двадцать этой энергией можно. Плюс к тому еще при работе на инверторе теряется 10-15% энергии, и в итоге общее количество энергии теряющейся на инверторе получается существенной. И особенно это не рационально когда мы из 12вольт делаем 220вольт, а потом в розетку включаем блок питания на 12вольт, или 5вольт. В этом случае КПД всей системы очень низок так-как много энергии тратится на преобразователях.
Единственное неудобство в том что на 12 вольт мало электроинструмента, и он не распространен, так-же в продаже трудно найти холодильники, насосы и пр.
По-этому если нужно питать от своей автономки что-то еще кроме всякой мелкой электроники, то без инвертора 12/220 вольт не обойтись. И тут нужно учитывать что и сам инвертор имеет КПД, и некоторые приборы не особо экономичны.
Все это влечет за собой необходимость увеличивать пропорционально потреблению емкость аккумуляторов, и мощность солнечных панелей.
Тут как-бы два варианта, или оптимизировать все на низкое напряжение 12вольт, или тогда сразу переводить все на 220вольт. Ну еще можно просто установить инвертор и пользоваться им когда это нужно, а все что работает постоянно (свет, телевизор, зарядные) питать от 12 вольт. В этом случае может подойти даже дешевый инвертор с модифицированной синусоидой.
Через инверторы с модифицированным синусом часто отказываются работать насосы и холодильники, так-как частота и форма напряжения не подходит для требовательного оборудования.
Но через такие инверторы нормально работают лампочки любые на 220вольт, электроинструмент (дрели, болгарки и пр.), и электроника с импульсными блоками питания (современные телевизоры и прочая электроника).
Вообще чтобы точно не было проблем лучше сразу брать инвертор с чистой синусоидой на выходе, а то если что-то выйдет из строя из-за инвертора — то убытка больше будет чем экономии.
Контроллер заряда аккумуляторов, инверторы
Не смотря на то что к примеру у нас небольшая мощность солнечных панелей, но контроллер лучше брать с двукратным запасом по мощности, особенно если покупать дешевый контроллер. Выход из строя контроллера может повлечь за собой еще много проблем, он может испортить аккумуляторы, или неправильно их заряжать от чего они быстро потеряют емкость.
Так-же если контроллер подаст все напряжение от СП в сеть, то может испортится электроника питающаяся от 12в, так как СП в холостую дают до 20вольт. Подробнее про контроллеры — Контроллеры для солнечных батарей
Кстати если вы будете питать все через инвертор, то систему можно строить не только на 12вольт, но и к примеру на 24 или 48 вольт.
Основное отличие при этом в том что толщина проводов требуется значительно меньше так-как ток по проводам будет меньше. К примеру если у нас система на 12вольт, то ток зарядки по проводам будет доходить до 12 Ампер, а если через MPPT контроллер, то до 18А.
И чтобы провода не грелись и не-было потерь, сечение провода должно быть толстым, и чем дальше солнечные панели от аккумуляторов тем провод должен быть толще.
Так к примеру для тока в 6 Ампер сечение провода должно быть 4-6кв. а если у нас ток 12А, то уже нужен провод 10-12кв. А если у нас будет 50 Ампер, то и провода должны быть толще чем сварочные (50кв.), чтобы не грелись и не-было потерь.
Вот чтобы экономить на толщине и не терять энергию, систему строят на 24v 48v. В случае с 48 вольт толщину провода можно уменьшить в четыре раза и на этом прилично сэкономить. А инверторы есть и на 24v и на 48v.
Так-же есть и контроллеры, думаю вам понятно, основной смысл это экономия в проводах и меньше потери на передаче электроэнергии от солнечных панелей до аккумуляторов.
Читайте также: Жесткая подводка для смесителя: устройство, плюсы и минусы, монтаж
Контроллеров существует два типа, это MPPT и PWM контроллеры. Первый тип может с солнечных панелей выжимать до 98% мощности, но стоит дороже. А PWM контроллеры простые и заряжают тем током что есть, то-есть с ними мощность от солнечных батарей всего 60-70%.
MPPT контроллер работает лучше при ярком солнце и из высокого напряжения СП делает более низкое 14в и больше тока.
А обычные PWM не могут преобразовывать, но зато в пасмурную погоду, когда ток с панелей совсем маленький, такие контроллеры дают немного больше энергии в аккумуляторы.
Какой контроллер покупать тут я думаю четко не определить, кому-то нужно с солнца брать всю энергию, а у кого-то при солнце и так энергии с запасом приходит, а вот в пасмурную погоду хочется хоть немного, но по-больше.
В принципе если вместо дорогова MPPT купить еще одну солнечную панель, то как-раз и компенсируются преимущество MPPT, и плюс в пасмурную погоду толку больше будет.
Я лично склоняюсь больше к обычным контроллерам, так-как когда есть солнце энергию и так девать некуда, а когда его нет, то тут лишняя солнечная панель очень поможет. К примеру три панели по 100ватт дадут с обычным контроллером 18А, а с MPPT дадут 27А.
Но когда будет пасмурная погода, то три панели через MPPT дадут к примеру 3А, а с обычным контроллером уже около 3,6А, а если купить вместо MPPT четвертую панель, то 4,8А.
Это все я привожу для примера, разница конечно для солнечного дня 18 и 27 А большая, но если и при 18А все равно аккумуляторы за день заряжаются, то зачем тогда больше мощности, все равно ведь когда зарядятся контроллер отключит панели и они просто так будут освещаться солнцем. А вот когда нет солнца, то и лишнему амперу радуешься, по-этому лучше больше панелей чем дорогой контроллер.
Про аккумуляторы для автономных систем
Аккумуляторы это наверно самая дорогая и важная часть системы, они очень капризны и быстро портятся, их много типов и с ними нужно относится нежно, иначе они быстро теряют емкость и портятся.
По этому и контроллер нужно покупать умный, чтобы его можно было настраивать на разные типы, или там уже должны быть пред-установлены настойки для работы с разными типами АКБ.
К приму автомобильные стартерные аккумуляторы очень быстро теряют емкость в автономных системах, всего 1-2 года и они уже теряют 90% емкости.
Это связано с глубокими разрядами, так-как дешевые контроллеры отключают потребителей при 10вольт, а автомобильные АКБ не рассчитаны на это, по-этому если уж их использовать, то не разряжать их более 110,8-12,0 вольт.
Тяговые аккумуляторы более выносливые и их можно разряжать на 80%, но они дороже и их тоже не желательно разряжать до 10вольт. Еще есть например гелиевые аккумуляторы, которые критичны к пере-заряду. Тонкостей много и лучше все изучить чтобы не терять свои деньги. Подробнее можно почитать про свинцовые аккумуляторы здесь — Автомобильные и тяговые аккумуляторы
Щелочные аккумуляторы очень выносливы, но и очень дорогие. И если свинцовые АКБ имеют КПД 85-90% то щелочные аккумуляторы здесь немного проигрывают, а если их эксплуатировать заряжая и разряжая большими токами, то их КПД заметно ухудшается.
Не выгодны такие аккумуляторы особенно зимой, тут и так энергии мало приходит, да еще и аккумуляторы отдают на 30% меньше энергии чем получают от солнечных батарей.
Хотя сейчас вроде появились щелочные АКБ с улучшенным КПД, но картина в общем такая.
Литий-железо-фосфатный АКБ самые перспективные для автономных систем, они имеют высокий КПД 95-98%, и при этом совсем не боятся недо зарядов, глубоких разрядов, и больших токов разряда-заряда. Но они тоже дорогие и требуют дополнительно BMS систему контроля состояния ячеек.
Если такой аккумулятор зарядить или разрядить ниже положенного, то он безвозвратно теряет емкость или ячейка вообще перестает работать.
Но за состоянием акб следит БМС и она так-же занимается балансировкой заряда аккумулятора, по-этому если что-то пойдет не так, то она защитит аккумулятор и все отключит, и он не испортится.
В одной статье все не опишешь, но основное я постарался упомянуть и описать чтобы было понятно тем кто с этим совсем не знаком. Более подробно можно почитать в других статьях из раздела.
Но в общем на данный момент судя по своему опыту строить небольшую электростанцию без инвертора и всю электронику питать от 12вольт выгоднее, а если уж все переводить на 220вольт, то строить систему на 48в. Особенно зимой даже немного лишней энергии очень нужно.
Так-же и аккумуляторы у меня этой зимой литий-железо-фосфатные (lifepo4), и явно энергии в общем заметно больше чем при использовании автомобильных АКБ, плюс к тому lifepo4 совсем не испортились и потери емкости нет, хотя они целый месяц не заряжались до конца и постоянно разряжались до отключения.
Солнечный генератор своими руками: инструкция по изготовлению альтернативного источника энергии. Солнечная генерация — самый дешевый источник энергии
О солнечной энергетике и перспективах ее развития ведутся споры и дискуссии уже много лет. Большинство считают солнечную энергетику – энергетикой будущего, надеждой всего человечества. Серьезные инвестиции вкладывает в строительство солнечных электростанций большое количество компаний.
Солнечную энергетику стремятся развивать во многих странах мирах, считая ее главной альтернативой традиционным энергоносителям. Германия, являясь далеко не солнечной страной, стала мировым лидеров в этой сфере. Совокупная мощность СЭС Германии растет год от года. Серьезно занимаются разработками в области энергии солнца и в Китае.
Согласно оптимистичному прогнозу International Energy Agency, солнечные электростанции к 2050 году смогут производить до 20-25% мировой электроэнергии.
Альтернативный взгляд на перспективы солнечных электростанций базируется на том, что затраты, которые требуются для изготовления солнечных батарей и аккумуляторных систем, в разы превышают прибыль от производимой солнечными электростанциями электроэнергии. Противники этой позиции уверяют, что все как раз наоборот.
Современные солнечные батареи способны работать без новых капиталовложений десятки и даже сотни лет, произведенная ими суммарная энергия равна бесконечности. Вот почему в долгосрочной перспективе электроэнергия, полученная с использованием энергии солнца, станет не просто рентабельной, а сверхприбыльной.
Где же истина? Попробуем разобраться в этом вместе с вами, уважаемые читатели. Мы рассмотрим современные подходы в сфере солнечной энергетики и некоторые гениальнейшие идеи, которые на сегодняшний день уже реализованы. Мы попробуем установить КПД солнечных батарей, функционирующих в настоящее время, понять, почему сегодня этот КПД является довольно низким.
Эффективность солнечных батарей в России
Согласно современным исследованиям, солнечная энергия составляет порядка 1367 Ватт на 1 кв.м (солнечная постоянная). На экваторе через атмосферу до земли доходит лишь 1020 Ватт.
На территории России с помощью солнечных электростанций (при условии, что КПД солнечных элементов составляет сегодня 16%) в среднем можно получить 163,2 Ватта на квадратный метр.
В с учетом погодных условий, длительности дня и ночи, а также, типа установки солнечных батарей (КПД солнечной батареи не учитывается).
Если в Москве установить квадратный километр солнечных батарей под углом в 40 градусов (что для Москвы оптимально), то годовой объем выработанной электроэнергии составит 1173*0.16 = 187.6 ГВт*ч. При цене на электроэнергию в 3 рубля за кВт/ч, условная стоимость сгенерированной электроэнергии – 561 млн. рублей.
Наиболее распространенные способы генерации электроэнергии с помощью солнца:
Собираем солнечный генератор для чрезвычайных ситуаций
Солнечный генератор является отличной альтернативой: он безопасен, может работать долго, в нем не нужно заменять топливо, плюс он не наносит вреда окружающей среде. Переносной солнечный генератор вполне можно собрать своими руками, стоит только следовать этим инструкциям.
Основой генератора является батарея, которая заряжается с помощью солнечных панелей. Батарея может запитать 12В лампу и одну электрическую розетку, используя преобразователь.
В отличие от бензиновых или дизельных генераторов этот генератор может быть использован прямо в помещении, он не дает выхлопа и работает совершенно бесшумно.
Количество генерируемой энергии регулируется исключительно емкостью батареи, поэтому вы можете собрать именно такой генератор, который вам нужен.
Можно собрать два типа генератора: «все-в-одном», где солнечные панели являются частью самого генератора, или раздельный вариант, в котором солнечная панель прикреплена к стене или крыше дома, а остальной механизм подключается к ней, когда нужно зарядить батарею. В обоих случаях сборка одинаковая, отличается только кожух. Раздельный генератор лучше выбирать, если вам нужно снабдить электроэнергией дачный домик или гараж, тогда как «все-в-одном» предпочтительнее, когда электроэнергия вам нужна буквально «на ходу».
- Для сборки солнечного генератора вам понадобятся:
- · Солнечная фотогальваническая панель – собирает солнечный свет и преобразует его в электроэнергию;
- · Батарея 12В – аккумулирует энергию для дальнейшего использования;
- · Контроллер заряда – останавливает работу панели, чтобы не допустить избыточной зарядки батареи;
- · Преобразователь напряжения 12В-240Вт – преобразовывает полученное напряжение в переменный ток 240Вт;
- · Энергосберегающая лампа на 12В (опционально) – энергоэффективный способ обеспечить яркое освещение;
- · Кейс от набора инструментов (опционально) – исполняет роль кожуха для генератора.
Расчет требуемой мощности
Размер различных частей зависит от того, сколько электроэнергии вы хотите получить на выходе и как долго ваш генератор должен работать.
Типичное отключение электроэнергии обычно длится меньше одного часа и в совсем редких случаях – меньше 4 часов.
Во время этого отключения большинство жителей современных домов хочет, чтобы продолжал работать холодильник, и было освещение. С этими требованиями может справиться даже самая небольшая солнечная батарея.
В течение 24 часов среднестатистический домовладелец тратит около 800-1000 Вт в час.
В чрезвычайных ситуациях это потребление снижается до 75-200 Вт в час – этого как раз хватает на освещение и питание таких требующих непрерывной подачи электроэнергии приборов, как холодильник или морозильная камера.
На каждые 100 Вт*час вам требуется батарея емкостью 10 А*час. Таким образом, для получения 200 Вт в течение четырех часов вам нужна батарея емкостью 80 A*час.
Нам понадобится свинцово-кислотная батарея (называемая также тяговой батареей). Такие батареи выглядят так же, как автомобильные аккумуляторы, но имеют другой химический и механический состав.
Для нашего генератора нельзя использовать автомобильные аккумуляторы, потому что их конструкция не предполагает полную разрядку, и они испортятся, как только это произойдет.
Свинцово-кислотные батареи можно купить в специализированных магазинах, где продаются батареи и автомастерских.
Когда вы рассчитаете емкость батареи, можно вычислить размер солнечной панели.
Он будет зависеть от того, как часто вы планируете использовать генератор, насколько велика емкость батареи и сколько солнечного света проникает в ту местность, где вы планируете его использовать.
Если солнечная панель будет установлена снаружи в южном направлении под углом приблизительно 45°С, она будет производить зимой за день примерно в 2-2.5 раза больше, чем указано в технических характеристиках, а летом – больше в 4-8 раз.
Читайте также: Экономное отопление частного дома: выбор самой экономичной системы
Обязательным требованием является быстрая подзарядка, чтобы генератор достаточно скоро снова стал готов к использованию. Однако если вы выберете слишком большую солнечную панель, ее будет очень сложно окупить, а большинство вырабатываемой ею энергии будет уходить в никуда.
Компромиссным решением будет приобретение батареи, полная подзарядка которой будет занимать около 10-15 дней. Не пытайтесь заряжать батарею частично, это быстро приведет ее в негодность.
Всегда можно дополнить солнечную панель другим источником питания, чтобы быстрее зарядить батарею.
Чтобы рассчитать мощность солнечной панели, возьмите емкость батареи в А*час и умножьте ее на количество В (обычно 12). Разделите полученное число на 2.5 (часа на подзарядку солнечной энергией в день в зимнее время) и разделите на количество дней, за которое вы предполагаете полностью заряжать батарею. Число, которое получится в результате, и есть мощность солнечной панели (в Вт).
Например, батарея с показателями 12В 80А*час дает 960Вт*час энергии.
960/2.5 часа = 384.
384/15 дней = 25.6 Вт – такова требуемая мощность солнечной панели.
Преобразователи напряжения
Преобразователи берут напряжение 12В из батареи и преобразовывают его в переменный ток 240В. Существует множество вариантов преобразователей мощностью от 75Вт до 3КВт, и очень важно не перегружать их.
Преобразователи могут сильно нагреваться во время работы, поэтому если вы хотите поместить детали генератора в кейс, очень важно оставить достаточно места вокруг преобразователя, чтобы не перегреть остальные элементы. Во время покупки преобразователя рекомендуем выбирать тот, в котором есть защита от недостатка мощности.
Когда заряда в батарее останется совсем мало, преобразователь выключится, вместо того, чтобы разряжать батарею полностью. Полная разрядка свинцово-кислотной батареи опасна тем, что может повредить или разрушить батарею, так что лучше этого избегать.
Сколько мощности потребляют устройства
Вы можете узнать, сколько мощности потребляют используемые вами устройства, прочитав информацию либо на задней панели или дне устройства, либо на наклейке на адаптере. Чаще всего эти данные указываются в вольтах и амперах.
Например, преобразователь ноутбука может иметь напряжение 19.5В и силу тока 4.5А.
Перемножив две эти величины, можно узнать, сколько ватт в час использует устройство – таким образом, получим, что ноутбук потребляет максимум 88Вт*час.
Сложно привести здесь таблицу потребления электроэнергии, так как требования сильно различаются от модели к модели даже одного устройства. Кроме того, многое зависит от класса энергоэффективности устройства. Примерный расход основных приборов указан в таблице 1:
Таблица 1. Потребление энергии различными приборами.
| Энергосберегающая лампа | 8-11В*час |
| Холодильник класса А | 15-20В*час |
| Морозильная камера класса А | 20-25В*час |
| Холодильник класса F | 150-180В*час |
| Барабанная сушилка | 1200-1400В*час |
| Посудомоечная машина класса А | 30-40В*час |
| Посудомоечная машина класса Е | 150-200В*час |
| Ноутбук | 70-100В*час |
| Персональный компьютер с монитором | 350-450В*час |
| 24″ ЭЛТ телевизор | 80-90В*час |
| 15″ телевизионная плоская панель | 50-80В*час |
| 32″ телевизионная плоская панель | 240-300В*час |
| Маленькая микроволновая печь | 600В*час |
| Большая микроволновая печь | 800В*час |
| Энергоэффективный пылесос | 800В*час |
| Пылесос | 2000В*час |
| Вентилятор | 2000В*час |
| Фен | 1400В*час |
| Энергоэффективный чайник | 750В*час |
| Чайник | 2000В*час |
Как видно из этой таблицы, в каждом доме находятся приборы, которые потребляют очень много электроэнергии. Когда вы планируете свой генератор, таких приборов по возможности нужно избегать. Например, вместо того чтобы разрабатывать солнечную батарею больших размеров, гораздо эффективнее перейти на обогрев помещения и приготовление пищи с помощью газа.
Выбор солнечной фотогальванической панели.
Существует два вида солнечных панелей – аморфные и кристаллические.
Аморфные панели больше по размеру, так как они наименее эффективны под прямыми солнечными лучами. Зато такие панели генерируют большую часть энергии в условиях слабого освещения и могут заряжаться даже от лунного света и уличных фонарей.
Кристаллические панели меньше аморфных примерно в 3 раза, что делает их портативными и более простыми в установке. Их цена выше, чем у аморфных панелей, однако можно найти варианты, сходные по цене.
Сборка генератора
Шаг 1 – монтаж генератора
Для начала мы взяли старый источник бесперебойного питания без батареи, вскрыли его и вынули все части из кожуха. Вы, конечно, можете оставить кожух: между нами, это гораздо безопаснее, чем валяющиеся тут и там провода, подключенные к 230В.
Но мы хотели поместить генератор в пластиковый кейс для инструментов, чтобы генератор было удобно переносить. В ИБП первым делом нужно отключить сигнал, который непрерывно пищит при отключении электроэнергии. Это было достигнуто путем отсоединения спикера с помощью небольшой отвертки.
После чего все батареи были соединены параллельно между собой и присоединены к ИБП.
При присоединении батарей очень важно соблюдать полярность. Так как они присоединены параллельно, наш генератор будет работать даже в случае неверной полярности некоторых из них, но тогда батареи быстро будут выходить из строя.
Проверка шага 1
Прежде чем присоединять солнечную панель, необходимо убедиться в том, что генератор работает. У нас было 2 12В батареи, одна емкостью 14А*час, вторая – 4.
5А*час, что в сумме дало 18А*час, с которыми можно было работать.
Принимая во внимание КПД батарей и утечки через преобразователь, мы должны были получить приблизительно 200Вт мощности – достаточно для того, чтобы запитать дом в чрезвычайной ситуации на 2 часа.
После включения ИБП в сеть и полной зарядки батарей мы отключили устройство от сети, подключили к нему телевизор, ноутбук и настольную лампу и оставили эти приборы включенными до тех пор, пока батареи не сели. Суммарная мощность, которая требовалась этим приборам, равнялась 189Вт. Генератор смог поддерживать питание 1 час 4 минуты до полной разрядки – всего 201Вт мощности.
Шаг 2 – присоединение солнечной батареи
Контроллер заряда – один из самых важных частей этого набора, он не дает батареям перезарядиться. Избыточный заряд очень опасен для батарей, так как может их испортить. В самом худшем случае батареи могут загореться или взорваться. Контроллер и панель были подключены, как указано на рисунке:
Проверка шага 2
Мы вынесли генератор наружу, так как день был достаточно солнечным, и проверили его тестером, чтобы никто не ударился током о корпус ИБП.
Наша панель посылала приблизительно 720-780мА на батареи, что эквивалентно примерно 9Вт мощности при 17.2В — вполне достаточно для подзарядки 12В батарей.
Исходя из этого, было подсчитано, что полная зарядка батарей займет от 3 до 7 дней, если панель будет получать хотя бы немного прямого солнечного света каждый день.
Шаг 3 – окончательная сборка
Последним шагом является помещение всей конструкции в кейс. Нашей целью была переносная система, поэтому очень важно убедиться в том, что батареи уложены тщательно.
Мы использовали широкие липучки, чтобы все хорошо закрепить. Солнечная панель была прикреплена к внешней поверхности кейса с помощью строительного цемента.
После чего все остальные детали были уложены в кейс так, чтобы снаружи нельзя было получить смертельный заряд от проводов.
Проверка шага 3
Мы еще раз проверили все с помощью тестера. После чего запитали батареи и попробовали поработать на свежем воздухе дрелью. Все работало так, как ожидалось.
Для устройства стоимостью менее £50 у нас получился отличный солнечный генератор. Его можно взять с собой куда угодно, использовать как снаружи, так и в помещении. Он может быть заряжен быстро от сети и медленно от солнечной батареи.
Он может как выдавать много энергии сразу – до 10А в случае необходимости – так и обеспечивать меньшую мощность для поддержания работы необходимых электроприборов в течение 2 часов в случае отключения электроэнергии. Также он удобен при переноске, поэтому можно легко получить электроэнергию там, где это необходимо, например, в саду.
А благодаря отсутствию вредных выхлопов его можно использовать в неснабженных электричеством помещениях, что намного безопаснее, чем протянутые по полу провода.
Статья переведена с английского языка специально для интернет-портала «Энергоэффективная Россия»
Генераторы
warenic
Спец / Генераторы
18-11-2019, 08:55
1
Рейтинг: 9.67 из 10
Здравствуйте, уважаемые читатели! Из ниже приведенной статьи вы узнаете, как построить своими руками велогенератор. На базе велосипеда можно создать генератор, с помощью которого можно запитывать
Читать далее
Здравствуйте, уважаемые посетители сайта «В гостях у Самоделкина». В этой статье представлен вариант изготовления генератора для лодочного мотора Tohatsu M5 (5 л.с.). В спецификации к мотору (среди
Читать далее
Приветствую любителей помастерить, предлагаю к рассмотрению автономный источник питания, от которого можно зарядить мобильный телефон, ноутбук и прочую технику, а также можно организовать систему
Читать далее
pogranec
Автосамоделки / Генераторы
2-09-2019, 00:25
13
Рейтинг: 8.36 из 10
А нужно, для переделки бензинового автомобиля в электрический, всего то немного, заменить двигатель ДВС на электро. Как справился с этой задачей мастер-самодельщик, мы и узнаем из этой статьи. Раньше
Читать далее
Приветствую любителей помастерить, сегодня мы рассмотрим, как изготовить бензиновый электрогенератор. Такую самоделку можно использовать на даче, в селе, на природе и других подобных местах.
Читать далее
Если у вас есть загородный дом или вы часто выбираетесь за пределы города отдыхать, вам просто необходима такая вещица, как бензиновый генератор. С помощью него можно легко зарядить ноутбук,
Читать далее
Tankist
Велосипеды / Генераторы
6-12-2018, 15:35
3
Рейтинг: 7.52 из 10
Вы знали что во время езды на велосипеде можно заряжать свой телефон? Сейчас The Wrench покажет нам, как сделать простой электрогенератор, который сможет вырабатывать достаточно энергии для
Читать далее
Доброго времени суток, уважаемые самоделкины! В этой статье Alpha Mods покажет, как собрать ручной генератор, который сможет выдавать весьма хороший ток и напряжение, достаточные для зарядки
Читать далее
Если вдруг у вас в жизни возникнет ситуация, когда нужно срочно преобразовать 12В в 220В или даже использовать другой диапазон напряжения, вы всегда сможете приспособить для этого электродвигатели.
Читать далее
Всем привет, предлагаю вашему вниманию простой генератор на нитродвигателе , который генерирует напряжение в 220В, а то и более, все зависит от оборотов. Вырабатываемого напряжения хватает для того,
Читать далее
Elen
Альтерн. энергия / Генераторы
25-03-2018, 11:53
1
Рейтинг: 7.25 из 10
Всем доброго времени. Сегодня рассмотрим, как автор собрал простое зарядное для телефона работающее без электричества. Для этого автор взял три маленьких электромоторчика. Кусок старого двойного
Читать далее
Всем привет, в этой инструкции мы рассмотрим пример, как можно запустить на древесном газу двигатель внутреннего сгорания. Кто знает, быть может, эта статья вдохновит вас, и вы захотите перевести на
Читать далее
Dmitrij
Генераторы / Химия и опыты
8-03-2018, 15:58
9
Рейтинг: 8.67 из 10
Всем привет, на этот раз мы проведем интересный эксперимент по превращению алюминия в топливо, коим выступает водород. Если вы смотрели вторую часть фильма «Назад, в будущее», то там был один
