что можно подключить к солнечной батарее 100 ватт
Портативная солнечная панель 100 ватт в дороге. Первые впечатления.
Делюсь первыми впечатлениями о приобретенной для последней поездки панели.
Панель в формфакторе чемодана. Две плиты монокристалин, по 50 ватт 12 вольт каждая. Суммарно 100 ватт соответственно.
Пыле-влагозащитный контроллер на 10 ампер. Поддержка всех типов обычных аккумуляторов.
Бай-пасс диоды для предотвращения падения мощности на второй панели, если первая по какой-то причине теряет мощность (например, на нее упала тень).
К панели докуплен AGM аккумулятор на 30 ампер.
Новый инвертер на 500 ватт взамен умершего старого.
Две ЛЕД лампы. Набор проводов и разводок с прикуривателями и крокодилами. Все вместе с аккумом живет в обычном ящике для инструментов.
Объясню, почему не монтировал ничего в готовое решение, а по частям так и вожу в боксе.
За одну поездку сложно понять, что куда и при каких обстоятельствах стоить крепить капитально. Нужна практика, которая и продиктует поиск необходимого решения.
За одну поездку пока вопрос не решился. Нужно с этим еще пожить. Поэтому все элементы хранятся отдельно и подсоединяются по мере необходимости. Для чего удобней всего оказались крокодилы-прищепки.
Отдельно порадовала лампа на 10 ватт. Лупит мощным теплым светом и после захода солнца это реально хорошее решение для освещения. Она не рассчитана для использования снаружи (продается для декора помещений), но закрепленная под днищем палатки и защищенная от воды прекрасно справляется с задачей. Креплю к скобам днища палатки обычными кусками проволоки. Это позволяет при необходимости быстро ее снять и переставить на другое место, или регулировать направление света.
Вторую лампу меньшей мощности по итогу забрасываю в палатку. У нее два режима света. Все диоды, или половина. Что позволяет экономить аккум.
За все время поездки панель заряжал несколько раз в течении 2-5 часов при разных условиях.
Аккум мне так и не удалось высадить как-то значительно. Максимум до половины при использовании инвертера. Поэтому полная зарядка на средней яркости солнце занимала в среднем 2-5 часов.
Аккума хватало на освещение ночью в течении 4-5 часов и зарядку аккумуляторов для фотоаппарата, макбука и мобильного телефона через инвертер (220 и ЮСБ порт).
Благодаря портативности ящика, даже ходил в гости со своим светом к драгдиллерам на пляже под Барселоной, которые обитали в микроавтобусе и зазвали в гости 🙂
Основной вывод из поездки — данное решение полностью перекрывает все мои запросы по ночному освещению и подзарядке мелкой электроники на текущий момент.
Цена панели 160 евро.
Цена аккума 130 евро.
Две лампы, провода, индикатор заряда и тп — около 100 евро.
Солнечные панели – насколько это выгодно?
В условиях современной жизни нас повсюду окружает электрическая энергия. Без нее не работает большинство гаджетов и устройств, упрощающих нашу жизнь, это те самые изобретения, к которым все уже давно привыкли. К сожалению, теперь человеку уже достаточно сложно просто так отказаться от всех этих современных и удобных технологий. На нашей планете никакая энергия не может быть бесконечной. У всего есть какой-либо определенный ресурс. Для того чтобы сохранить, а также заменить эти самые ресурсы, ученные постоянно проводят исследования и опыты. Так когда-то узнали о том, что энергию, в данном случае электрическую, можно получать при помощи солнечных лучей. В современном мире солнечные панели не являются редкостью, а скорее наоборот, все чаще внедряются в нашу жизнь. Теперь солнечные панели для дома уже не редкость.
Получение энергии таким способом имеет как свои преимущества, так и недостатки, все они очень сильно зависят от природных условий в конкретной местности. Главным факторам, от которого зависят положительные и негативные стороны этого изобретения – это устройство такой панели.
Эффективность и сферы применения солнечных панелей на 100 Вт
Солнечные батареи достаточно популярны во многих, как американских, так и в европейских странах, в том числе и в России. Применяются в самых разнообразных видах и способах, самыми доступными являются панели мощностью 100 Вт, выходным напряжением в 12 Вольт. Например, солнечная панель может использоваться как в самом простом и дешевом калькуляторе, где нужно всего несколько для питания, и это один из самых популярных способов использования батареи, так на больших предприятиях, где для снижения стоимости расходов, панель должна вырабатывать достаточно много ватт.
Если в пример взять частное применение, то даже самая простая солнечная панель 100 вт, максимальным напряжением в 12 вольт может быть достаточно полезна. Как правило в такую систему устанавливается накопитель энергии – аккумулятор.
В среднем солнечные панели для дома на 100 Вт хватит для того, чтобы поддерживать небольшую систему электроснабжения. Возможно, это будет система освещения дачного участка. Также ее хватит для маломощных приборов, современные телевизоры обладают достаточно низким электропотреблением.
Светодиодная лента, работающая от 12 вольт и потреблением в несколько ватт, будет достаточно долго работать даже от небольшого заряда, что поможет организовать хорошее освещение на дачном участке. Если рассматривать конкретный вариант поликристаллической панели 100 Вт + 12 вольт, то ее размеры будут составлять чуть более половины квадратного метра.
Солнечную панель с мощностью в 100 Вт можно купить за относительно невысокую стоимость, которая находится в пределах пяти-шести тысяч рублей.
Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.
Солнечные панели для дома: строение
Устройство батарей достаточно простое – это фото пластина, изменяющая свою проводимость под воздействием солнечного света. Вследствие некоторых физических процессов энергия света преобразуется в электрическую. Сейчас во всемирной энергетике это одно из самых перспективных и основных направлений развития, потому как является еще и действительно выгодным.
Конкретная производительность, а также надежность и стоимость зависит от вида строения панели. Их можно разделить на три главных вида:
Положительные и отрицательные стороны такой выработки электроэнергии
Главными плюсами, несомненно, являются как долговечность в использовании такой установки, так и достаточно простой монтаж. А также несложность подключения всей системы. Солнечная энергия является бесплатной. И если не учитывать стоимость конструкций, то значит электрическая энергия получается также бесплатной. Конструкция может быть установлена абсолютно в любой точке мира, в любом месте, важно только то, чтобы был солнечный свет.
Отрицательной стороной может являться только низкий коэффициент полезного действия. Поскольку солнечные панели для дома вырабатывают не так много энергии, как хотелось бы. Особенно при плохих условиях, в пасмурную погоду. Соответственно ночью энергия также не вырабатывается.
Опыт использования 2-х солнечных батарей 100P12-EX по 100 Вт поликристалл
Прошел почти год как я использую солнечные батареи на даче и два ветряка. Две панели по 100 ватт были приобретены в прошлом году в (май 2013 год), обошлись мне в 7100 рублей каждая. На данный момент проработали, лето, зиму, сейчас конец марта 2014 год. Солнечные батареи оправдали все надежды, выдавали свои заявленные характеристики, вообще к самим панелям пока нареканий нет. В отличие от монокристаллических, поликристаллические дают чуть больше энергии в пасмурную погоду, что хорошо в наших климатических условиях.
На даче минимальное энергопотребление, это светодиодные ленты, три шт. по 1м. длинной, потребление каждой 0,5А. плюс на улице пара светодиодных лампочек. Небольшой телевизор на 12вольт. 21дюйм экран. А так же зарядники для телефонов планшетов и интернет 3джи вай-фай роутер, в общем полный набор для доступа в интернет. Так же имеется дешевый инвертор 12/220вольт, через который иногда включаю маленькую балкарку, кипятильник, паяльник пр. В среднем энергопотребление 300-500ватт энергии в сутки.
Сначала у меня были два самодельных ветрогенератора, к которым я изготовил самодельный балластный регулятор. С появлением панелей надобность летом в ветряках отпала, а солнечные панели я подключил к этому балластному регулятору. Подробнее о этом самодельном контроллере можно узнать в других статьях из раздела.
На фото эти ветряки
В общем летом, и до самого конца сентября мне хватало всего одной солнечной батареи, вторая просто висела на стенке и не была подключена. При каждодневном солнце аккумуляторы, которых было 3шт. по 60А/ч очень быстро заряжались. И это не удивительно, панель давала мощность до 70ватт в час в при ярком солнце, а за темное время суток с аккумуляторов бралось всего около 150ватт. К 10-ти часам утра аккумуляторы обычно уже полностью заряжены.
Фото этих панелей, они сейчас подняты по выше, закреплены на самой крыше чтобы зимой низкое солнце утром и вечером больше времени попадало на панели
В декабре вместе с солнечными батареями уже трудились два самодельных ветряка номинальной мощностью по 100 ватт. Но солнца совсем не-было по подсчетам от панелей за световой день энергии приходило всего 30-60ватт. Так же и ветра почти не-было, поэтому аккумуляторы уже много дней прибывали в полном разряде, хватало их только на освещение. Если бы стоял заводской контроллер, то он давно бы отключил аккумуляторы, но я высаживал аккумуляторы даже до 7вольт. В общем к весне они были еле живые. Изначальная емкость аккумуляторов была180А/ч стала всего около 20А/ч. Это я к тому что не высаживайте так аккумуляторы, иначе придется скоро новые покупать. Аккумуляторы правда отдельная тема и об этом в других статьях.
Зима не лучшее время для выработки солнечной энергии. А с ветром в мой местности всегда проблемы, нормальный ветер бывает один два раза в месяц. В новогодние праздники 16 дней не было ни ветра ни солнца. В такие погодные капризы чтобы не было перебоев нужно иметь бензогенератор, или очень мощную ветросолнечную систему, чтобы даже в пасмурные дни чтото реальное вырабатывалось, или кучу аккумуляторов чтобы пару недель можно прожить только на акб., но самое дешевое это бензогенератор, который нужно то всего три раза в год использовать, что дешевле чем покупать много солнечных панелей, аккумуляторов, или ставить ветряк с большим запасом мощности.
Сейчас я заменил аккумуляторы, купил один автомобильный самый дешевый на 55А/ч. Так же на али экспресс купил контроллер для солнечных батарей.
Ниже на фото контроллер солар 30 МРРТ
В летний период панели очень хорошо работают. За световой день одна панель мощностью 100ватт может отдавать до 700-800 ватт/ч энергии, а если умный контроллер, то еще больше. Имея 2-3 таких панели и аккумулятор емкостью около 200А/ч летом можно питать полностью небольшой домик, (насос, холодильник и прочее). За месяц можно получить до 60кВт/ч энергии. Если нужно больше, 300-400кВт/ч, то цена за электростанцию будет не маленькая. А для минимальных потребностей 30-50 тысяч рублей нормальная цена, зато несколько лет по крайней мере летом всегда с электричеством, как умрут аккумуляторы их просто заменить и электростанция как новая.
Что можно запитать от 100Вт солнечной панели Комментировать
Что может работать от одной 100Вт солнечной панели? Этот вопрос мы часто слышим от новичков в мире солнечной энергетики и от тех, кто только собирается в неё погрузиться.
Обычно, когда мы проектируем солнечную электростанцию, то мы начинаем со списка электроприборов, которые должны работать от солнечной электростанции, т.е. составляем список нагрузок. Исходя из этого подбирается количество и мощность солнечных панелей, а также сопутствующее оборудование. Сейчас мы будем действовать от обратного. Посмотрим что мы сможем запитать от одной солнечной панели мощностью 100 ватт.
“100Вт” ≠ 100Вт
Когда мы говорим, что солнечная панель имеет мощность 100Вт, то такую мощность она выдаёт при интенсивности солнечного излучения 1000Вт/м². Обычно такая интенсивность бывает летом в ясную погоду, когда солнце находится в зените. Естественно, производители не бегают каждый раз на улицу с солнечной панелью, они тестируют их мощность при определённых лабораторных условиях – STC (Standart Test Conditions) или так называемых “стандартных тестовых условиях”. Эти условия следующие:
Таким образом, реальная выходная мощность солнечных панелей может варьироваться в зависимости внешних погодных условий. При расчётах обычно мы занижаем мощность солнечных панелей, основываясь на разнице между лабораторными испытаниями и вашей реальной установкой.
Если 12В солнечная панель имеет мощность 100Вт, то имеется ввиду мгновенная мощность. Если проведём измерения при условиях STC, то мы должны получить выходное напряжение
18В и ток 5.55А. Мощность – это произведение напряжения на ток (P=V*I), поэтому 18В·5.55А = 100Вт.
Что можно записать от 100Вт солнечной панели?
Теперь нам нужно выяснить, сколько часов нужно подставлять в уравнение, чтобы определить, сколько энергии будет генерироваться солнечной панелью за день. А сколько часов реального солнечного излучения равносильно стандартным тестовым условиям? Как мы отметили выше, интенсивность солнечного излучения близка или идентичная тестовым, в полдень, когда солнце находится в зените, т.е в период 12.00-13.00.
Сколько часов солнечная панель будет подвергаться солнечному излучению в течение дня?
Интенсивность солнечного излучения в течение дня
Количество часов солнечного света, равное полудню, называется инсоляцией или эффективным солнечным часом (ESH, Effective Solar Hours).
Вы прекрасно знаете, что несмотря на то, что солнце встаёт в 8 утра, оно не такое яркое как в полдень. Поэтому, если продолжительность солнечного дня составляет 10-12 часов, то нельзя просто умножить 100Вт х 10часов (или на 12). Так, между 8 и 9 утра интенсивность солнца приблизительно наполовину меньше, чем в полдень. Поэтому 1 утренний час приблизительной равен половине эффективного солнечного часа. Кроме того, зимой световой день значительно короче чем летом, еще и интенсивность излучения слабее – т.е. количество эффективных солнечных часов в течение года сильно варьируется.
Влияние местоположения на выработку энергии
Ваше местоположение также определяет количество эффективных солнечных часов. Например, для Казани количество эффективных солнечных часов составляет 3.5ч, для Москвы 3ч., для Краснодара 3.7ч – это усреднённые значения в день в течение года по данным с сайта NREL PVWatts Calculator.
Расчёт в PVWatts Calculator для Казани
Учитываем использование в течение года
Возвращаясь к рассматриваемому вопросу о том, что можно запитать от 100Вт панели, теперь нужно рассмотреть будут ли вы её использовать круглый год или только в определённый период, например, в период весна-осень. Если вы хотите использовать в течение всего года, то нужно рассмотреть самый худший вариант, т.е. самый худший месяц в году с точки зрения солнечной энергетики.
Для этого можно воспользоваться еще один полезным сервисом, он чем-то похож на NREL PVWatts Calculator, но здесь сразу отображается оптимальный угол наклона солнечных панелей для вашего местоположения. Данный сервис полностью на английском языке, но там всё интуитивно понятно и можно самостоятельно разобраться что к чему за пару минут.
Для начала из выпадающего списка нужно выбрать страну (Russian Federation), затем город (Kazan’) и потом направление солнечных панелей, в нашем случае выбираем юг (Facing directly South).
Выбираем страну, город, направление
Далее система предлагает выбрать угол наклона солнечной панели среди нескольких предложенных вариантов:
Поскольку мы размещаем одну 100Вт панель, то давайте разместим её под “зимним” углом. Для Казани самый худший месяц году – это декабрь, в котором в среднем за день только 1.41 эффективных солнечных часа. Получается в декабре за один день 100Вт будет вырабатывать 141Вт·ч. Только нужно помнить, что это усреднённое значение для всего месяца, поэтому в какие-то дни выработка будет больше, в какие меньше, а в какие-то может даже будет близко к этому значению, но не каждый день. В среднем, если мы просуммируем выработку за все дни в декабре и разделим на количество дней, то получим значение близкое к 141Вт·ч.
Учитываем потери
Ничто в реально работающей системе не обходится без потерь, поэтому нужно учитывать падение напряжения на проводах, пыль и грязь на поверхности солнечных панелей, потери на контроллере заряда и прочее. Поэтому мы умножим 141Вт·ч х 0,7 = 98.7Вт·ч (30% фактор потерь). Это всё равно, что потерять 1/3 вырабытываемой мощности, но это реальность и от нёё никуда не деться. В итоге в декабре мы получили прибл. 100Вт·ч/день. Что теперь можно сделать с этой мощностью?
Подбираем контроллер заряда и аккумулятора для хранения энергии
Для начала, вырабатываемую энергию нужно где-то хранить, чтобы можно было использовать её позже, когда она понадобится. Для хранения используется аккумуляторная батарея. Перед этим нам нужен контроллер заряда, который регулирует процесс подачей энергии в аккумуляторную батарею глубокого разряда, которую можно заряжать и разряжать на регулярной основе. В качестве контроллера заряда идеально подойдёт EPSOLAR 1012LS – это простой, но надёжный ШИМ-контроллер заряда с номинальным напряжением 12В и и максимальным током заряда до 10А.
Какой ёмкости аккумулятор нужно использовать? Итак у нас есть 100Вт·ч которыми мы заряжаем 12В аккумулятор. Поскольку ватты делённые на вольты равны амперам, то получаем 100Вт·ч : 12В
Подбираем инвертор
Рассчитываем время автономной работы
Солнце светит не каждый день, поэтому нам нужно учитывать пасмурные дни, дождь снег. Нам нужно для себя рассчитать в течение какого количество дней без солнца мы хотели бы иметь запас энергии. Это называется днями автономии. Скажем так, нам нужно 2 дня автономии, тогда 19А·ч. х 2 = 38А·ч, получается, совместно с 100Вт солнечной панелью мы должны использовать аккумулятор ёмкостью
40А·ч. Можно чуть больше, можно чуть меньше.
Хорошим выбором является аккумулятор Delta GEL 12-33 – гелевый аккумулятор ёмкостью 33А·ч, оснащён цифровым индикатором напряжения, уровня заряда, а также количества отработанных дней. Под крышкой аккумулятора имеются дополнительный контейнеры со специализированным раствором, долив которого позволяет продлить срок службы батареи на 15-30%. Также не плохим выбором будет AGM аккумулятор ВОСТОК СК-1233 ёмкостью также 33А·ч.
Теперь мы можем подумать, что делать с вырабатываемой и запасённой мощностью. Итак, зимой у нас есть 100Вт*ч запасённой мощности. Их хватило бы на:
Это всё мы рассчитали для самого “плохого” зимнего месяца, в летнее время выработка энергии будет гораздо больше и соответственно, нужно будет использовать более ёмкий аккумулятор.
Думаем алгоритм расчёта вам понятен и при необходимости вы сможете самостоятельно рассчитать выработку энергии как с другим номиналом солнечной панели, так и для другого времени года.
Добавить комментарий Отменить ответ
Добро пожаловать в блог
Вы попали в блог компании REENERGO. Здесь мы стараемся регулярно публиковать полезные и интересные новости и статьи из области альтернативной энергетики.
Солнечная электростанция на балконе. Личный опыт
Эта статья является продолжением экспериментов с солнечными панелями в городской квартире, первые опыты делались три года назад, но затем из-за переезда все пришлось свернуть и распродать. Однако опыт, как известно, не пропьешь, и было решено с учетом полученной практики начать сначала.
Фото (с) smartflower.com
Я покажу все компоненты системы и весь процесс, от настройки и сборки до передачи электроэнергии в электросеть. Также я покажу, как запрограммировать «умную розетку» для сбора статистики сгенерированной электроэнергии.
Для тех, кому интересно, как это работает, продолжение под катом.
Зачем это нужно?
Общая информация
Как известно, существуют два основных принципа работы домашних солнечных электростанций.
Второй способ, и он же наиболее эффективный — это напрямую отдавать электроэнергию от солнечных панелей в электросеть. В этом случае панели подключаются к специальному grid-tie инвертору, который не только преобразует постоянный ток от панелей в 220В, но и синхронизирует фазу с электросетью. Отданная «в розетку» электроэнергия потребляется внутри квартиры/дома, избытки уходят в городскую сеть, таким образом мы не только добываем электроэнергию себе, но и помогаем соседям/городу немного разгрузить общие электросети. В случае современного законодательства и наличия электросчетчика, умеющего считать «импорт» и «экспорт», мы даже можем получить немного денег, но не во всех странах это пока работает.
В моем случае «автономка» была неактуальна, загромождать квартиру аккумуляторами резона не было, так что выбор был очевиден. Кстати, минус у grid-tie инвертора один — в случае пропадания напряжения электросети он отключается, таким образом, даже имея целую крышу солнечных панелей на 3-4КВт, можно оказаться без электричества если оно вдруг пропало. Но в моем случае отключения настолько редки, что ими можно пренебречь, на крайний случай, сейчас огромный выбор довольно эффективных DC-DC конвертеров, которыми можно запитать и ноутбук, и смартфон, и LED-лампы, так что при желании это вполне можно доделать.
Итак, общая идея того что делать, ясна, let’s get started.
Схема соединений будет крайне простой, берем солнечные панели, подключаем к инвертору, включаем его в розетку: 
Рассмотрим все компоненты системы последовательно.
1. Солнечные панели
Первый актуальный вопрос это выбор панелей. Доводилось читать мнения экспертов, что солнечные панели отличаются по КПД, и надо брать наиболее эффективные. С этим трудно поспорить, однако, как показал поиск, разница составляет 2-3%. Судя по статье Most Efficient Solar Panels 2020 топ-10 панелей по эффективности выглядит так:
Однако в наличии таких панелей просто не было, а там где были, разница в цене была бы гораздо больше чем заявленные 2-3% разницы в КПД. В общем, на этот пункт я просто забил и выбрал те, что были в наличии на местном Амазоне и имели лучшие отзывы.
Остается выбрать мощность. Тут все просто, чем больше панель, тем она в пересчете на ватт дешевле, оптимум получился в районе 160Вт:
В принципе, есть более крупные панели на 320 или 360Вт, но они довольно громоздкие и тяжелые, с более дорогой доставкой, и для балкона уже великоваты. В общем, 160 Вт оказалось оптимальным значением. Размер такой панели составляет 150×70см, а вес 12.5кг.
К солнечным панелям также был куплен крепеж с регулируемым углом наклона:
Практически, две 160Вт панели нормально помещаются на балконе, можно даже было бы поставить третью, но тогда балкон был бы занят полностью, и выходить туда уже было бы неудобно:
Здесь на фото панели еще не развернуты к Солнцу, да и угол наклона не совсем правильный, плюс провода желательны потолще, на этих теряется несколько ватт. Разумеется, в случае застекленного балкона конструкция была бы другой, в общем, тут большой простор для творчества.
2. Grid-tie инвертор
Выбор инверторов для таких микромощностей не так уж велик, из основных моделей можно отметить такой:
Это довольно простой китайский инвертор ценой 80-100Евро, есть модели под разное входное напряжение, 11-30В и 22-60В. Если есть возможность использовать более высокое напряжение и соединить две панели последовательно, то лучше второй вариант, но если солнечная панель одна, то остается первый.
У этого инвертора есть минус — он периодически шумит, т.к. внутри есть кулер. Включается он только днем при мощности более 100Вт, ночью солнца нет, но это все же стоит иметь в виду если инвертор стоит в жилой комнате.
Другой вариант, это так называемый «микро-инвертор», который закрепляется прямо на солнечной панели:
Способ достаточно эффективный и удобный. Решается проблема шума, плюс за счет более высокого напряжения меньше потерь в проводах. Но из соображений электробезопасности я не захотел выводить на балкон 220В, так что пришлось остановиться на первом варианте, когда с балкона идут только низковольтные провода.
Сбор данных
В принципе, наша система готова — достаточно подключить панели к инвертору, включить его в обычную розетку, и все будет работать. Однако хочется, как минимум, видеть сколько мощности отдается с панелей, а как максимум, иметь более продвинутое логирование получаемой энергии.
Для начала нам пригодится измеритель мощности, выводящий текущие показания на экран.
Он может выводить основные параметры (мощность, напряжение, ток, сумма киловатт-часов), однако никаких «сетевых» функций, как и возможности сохранения данных, он не имеет.
Сумма киловатт-часов полезна, если речь идет об утюге или холодильнике, однако для солнечных панелей актуально видеть выработку в течении дня. Поиск показал, что наилучший функционал обеспечивает смарт-розетка TP-Link Kasa HS110 ценой порядка 25Евро — она умеет не только показывать данные о мощности, но и под неё существует Python API, позволяющий получать текущие данные. Важно не перепутать с моделью HS100, измерения мощности в ней нет. Кстати, как бонус, софт от TP-Link имеет собственное «облако», и видеть значения генерации можно онлайн из любой точки мира:
К сожалению, ни на одной из «умных розеток» нет своего LCD-экрана (я давно знал, что все маркетинговые и дизайн-решения принимаются алиенами, которые в данном случае, считают что удобнее взять смартфон и сделать 10 тапов чтобы посмотреть мощность, чем просто взглянуть на LCD-экран). В итоге, получился такой «паровозик» — первая «не-умная» розетка показывает значения генерации на экране, вторая «умная» но зато без экрана, обеспечивает коннект по WiFi. Честь и хвала современным маркетологам (а может так и задумано, я ведь потратил в итоге деньги на 2 устройства вместо одного).
Однако, встроенного ведения логов в приложении TP-Link нет, пришлось дописать это самостоятельно, для этого использовалась библиотека https://github.com/python-kasa/python-kasa. Разумеется, это можно было бы автоматизировать с помощью OpenHAB или Home Assistant, но держать целый сервер на выделенном устройстве для того, что можно сделать из 20 строк кода, мне показалось избыточным.
Код записи лога весьма прост:
При работе программы будут создаваться csv-файлы лога с шагом примерно в минуту и разбивкой по месяцам:
Я запустил сбор лога на своем роутере с dd-wrt, для чего достаточно команды nohup python3 /opt/solar.py >/dev/null 2>&1 &. При желании можно добавить скрипт в автозагрузку, чтобы не вводить команду каждый раз при включении роутера. Была также идея добавить в программу свой веб-сервер для доступа к логу, но на практике стандартного WinSCP оказалось вполне достаточно, чтобы раз в несколько дней скачать новый лог.
Результаты
Довольно сложно подгадать с погодой, чтобы день был либо полностью ясным, либо совсем пасмурным. Когда такие данные будут, добавлю скриншоты в текст. Пока из самых свежих данных, выработка электроэнергии в день на момент написания текста выглядит так:
В моем случае балкон ориентирован на запад, утром панели в тени, и полноценная выработка начинается со второй половины дня. Хотя уже в 9 утра в электросеть отдается до 25Вт, что в целом неплохо. Как можно видеть из графика, пиковая мощность составила порядка 175Вт, также хорошо видны «провалы» на графике из-за набегающих иногда туч. Заканчивается генерация после 21 час — летом световой день длинный, зимой он будет, разумеется, короче.
За весь этот день было выработано 0.73КВт*ч электроэнергии:
Если бы туч не было совсем, наверно можно было бы рассчитывать на прирост 20-30%, т.е. суммарно получится ровно 1кВт*ч/день. Панели кстати, работают и в пасмурную погоду, но выработка при этом разумеется, меньше, и лишь при совсем темных грозовых тучах, может упасть до нуля.
Для сравнения, вот так выглядит генерация в пасмурный дождливый день, за весь день было выработано 0.21кВт*ч:
Много это или мало? Если верить гуглу, 0.2кВт*ч хватит чтобы вскипятить 2л воды электрическим чайником, что для энергии «с неба» по идее, не так уж плохо.
Из негативного, можно отметить, что КПД получился не такой высокий, как хотелось бы. Увы, производители пишут на панелях максимальное значение мощности, полученное под прямым углом падения солнечных лучей и кристально чистом воздухе на Луне в Гималаях. В реале Солнце постоянно движется по небу, и оптимальный угол падения будет длиться не более 1-2 часов в день. Ничего страшного в этом разумеется нет, просто нужно учитывать, что к примеру, реальных 100Вт со 100-ваттной солнечной панели практически никогда вырабатываться не будет.
Экспорт энергии в электросеть
Наконец, мы подошли к вопросу экспорта энергии в электросеть. Тут все просто с технической точки зрения, но все сложно с экономической. Технически, мы просто добавляем в наше домохозяйство новый источник энергии. Которая будет расходоваться подключенными устройствами, а излишки через электросчетчик (это важно) уйдут в городскую сеть. Счетчик здесь важен потому, что именно от него будет зависеть, как будет подсчитываться экспортируемая энергия.
Здесь есть варианты:
Разумеется, для балконной станции мощностью 100-200Вт это не так критично, большинство электроэнергии скорее всего и так будет потребляться внутри квартиры холодильником и прочими устройствами. Так что даже если у кого-то нет современного электросчетчика, проще рассматривать это лишь как благотворительный вклад в экологию — даже если «подарить» городу несколько КВт*ч в месяц и заплатить за них, ну скажем, 50 рублей, вряд ли владелец от этого обеднеет. Проще считать, что эти деньги пойдут на развитие электросетей… Конечно, если панелей реально много, то целесообразно ставить специальный grid-tie инвертор с так называемым лимитером — датчиком тока, который ставится сразу после электросчетчика и ограничивает выработку инвертора, чтобы наружу ничего не отдавалось.
В моем случае, современный счетчик уже был бесплатно установлен муниципалитетом, так что в солнечный день на экране действительно можно видеть отрицательные значения потребляемой электроэнергии:
Кстати, вопрос о том, сколько можно «заработать» на генерируемом и продаваемом государству электричестве, экономически весьма непростой. В Германии например, вначале были введены специальные льготные тарифы для отдаваемой электроэнергии, что дополнительно мотивировало владельцев ставить солнечные панели. Но потом льготы стали отменять, и сейчас, это вроде бы уже не так выгодно. Аналогичный закон про «зеленый тариф» с реально высокими ценами за генерацию был принят в Украине, и это привело к значительному росту числа солнечных станций, но долго ли он продержится, неизвестно. Понятно, что в Украине хотят получить максимальную энергонезависимость от соседей, поэтому цены покупки электричества пока высоки. В России наоборот, генерируемое электричество будет покупаться дешевле чем потребляемое — энергоресурсов в РФ и так в избытке, и желания у правительства мотивировать людей на установку солнечных панелей нет. Но в любом случае, речь идет об излишках — то электричество, которое потребляется внутри дома, является прямой и чистой экономией, уменьшая платежи по обычному тарифу, а лишь излишки продаются государству. По идее, цель инсталляции солнечных панелей для домовладельца — уменьшить до нуля потребление электричества от внешней сети, а возможность продажи излишков городу это лишь приятный бонус, но не самоцель.
Кстати, если говорить об окупаемости в настоящее время, то судя по немецкому онлайн-калькулятору, окупаемость для панелей на крыше площадью 31м2 составляет для Германии порядка 9 лет:
Заключение
Получение солнечной энергии это достаточно интересный хобби-проект, в плане приобщения к чему-то новому. Ведь как известно, лучший способ изучить новую технологию это попробовать её самостоятельно. Можно сколько угодно читать чужие статьи, но увидеть собственными глазами результаты работы, влияние угла наклона панелей, придумать защиту от ветра, сбор статистики, и так далее — оно гораздо более интересно и дает гораздо больше опыта и понимания разных тонкостей.
В целом, результатами работы я вполне доволен. Стоимость проекта составила около 500Евро, что в плане затрат на хобби не астрономическая сумма, которая вполне сопоставима со средним игровым смартфоном или фотоаппаратом. 2 панели обеспечивают выработку от 10 до 180Ватт в зависимости от погоды и времени суток, что неплохо компенсирует работу разных домашних устройств, при этом даже если текущего потребления нет, излишки не пропадают а уходят в городскую электросеть.
Всем кто захочет повторить что-то подобное самостоятельно, желаю удачных экспериментов и побольше солнечных дней.