☁️ 📂 ☔️ DIY Solarkraftwerk 200 m2 🖋️ 🌚 💩

Oft werden im Netzwerk Botschaften über den Kampf um die Umwelt, die Entwicklung alternativer Energiequellen verschickt. Manchmal berichten sie sogar darüber, wie ein Solarkraftwerk in einem verlassenen Dorf gebaut wurde, damit die Anwohner die Vorteile der Zivilisation nicht 2-3 Stunden am Tag genießen können, während der Generator arbeitet, sondern ständig. Aber es ist irgendwie weit von unserem Leben entfernt, also habe ich beschlossen, anhand meines Beispiels zu zeigen und zu erzählen, wie das Solarkraftwerk funktioniert und wie es für ein Privathaus funktioniert. Ich erzähle Ihnen von allen Phasen: von der Idee bis zur Einbeziehung aller Geräte und teile meine Betriebserfahrung. Der Artikel wird ziemlich groß, daher kann man sich ein Video ansehen, wenn man nicht viele Briefe mag. Dort habe ich versucht, dasselbe zu erzählen, aber es wird sich zeigen, wie ich das alles selbst sammle.

Ausgangsdaten: Ein Privathaus mit einer Fläche von ca. 200 m2 ist an Strom angeschlossen. Dreiphaseneingang mit einer Gesamtleistung von 15 kW. Das Haus verfügt über einen Standardsatz an Elektrogeräten: Kühlschrank, Fernseher, Computer, Waschmaschinen und Geschirrspüler und so weiter. Die Stabilität des Stromnetzes ist nicht anders: Die Aufzeichnung, die ich aufgezeichnet habe - Herunterfahren an 6 aufeinanderfolgenden Tagen für einen Zeitraum von 2 bis 8 Stunden.

Was ich bekommen möchte: Stromausfälle vergessen und Strom verbrauchen, egal was passiert.

Was Boni sein können: Maximale Nutzung der Solarenergie, damit die Hauspriorität durch Solarenergie gespeist wird und der Nachteil aus dem Netz genommen wird. Als Bonus können Sie nach der Verabschiedung des Gesetzes über den Verkauf von Elektrizität an das Stromnetz durch Privatpersonen beginnen, einen Teil ihrer Kosten durch den Verkauf der überschüssigen Erzeugung an das allgemeine Stromnetz zu kompensieren.

Wo soll ich anfangen?

Es gibt immer mindestens zwei Möglichkeiten, ein Problem zu lösen: selbst zu lernen oder jemand anderem anzuvertrauen, das Problem zu lösen. Die erste Option besteht darin, theoretische Materialien zu studieren, Foren zu lesen, mit Eigentümern von Solarkraftwerken zu sprechen, die interne Kröte zu bekämpfen und schließlich Geräte zu kaufen und dann zu installieren. Die zweite Möglichkeit: Rufen Sie ein spezialisiertes Unternehmen an, wo es viele Fragen stellt, die erforderlichen Geräte auswählt und verkauft oder sie für etwas Geld installieren kann. Ich habe beschlossen, diese beiden Methoden zu kombinieren. Teilweise, weil es für mich interessant ist, und teils, um nicht auf Verkäufer zu stoßen, die nur Geld verdienen müssen, ist Verkauf nicht ganz das, was ich brauche. Jetzt ist es an der Zeit, dass die Theorie versteht, wie ich die Wahl getroffen habe.

Das Foto zeigt ein Beispiel für die „Entwicklung“ von Geld für den Bau eines Solarkraftwerks. Bitte beachten Sie, dass die Sonnenkollektoren jenseits des Baumes installiert sind - daher fällt das Licht nicht auf sie und sie funktionieren einfach nicht.

Arten von Solarkraftwerken

Ich muss gleich sagen, dass ich nicht über industrielle Lösungen und nicht über supermächtige Systeme sprechen werde, sondern über ein reguläres Verbrauchersolarkraftwerk für ein kleines Haus. Ich bin kein Oligarch, der Geld streut, aber ich halte mich an das Prinzip der ausreichenden Vernünftigkeit. Das heißt, ich möchte den Pool nicht mit „Solarstrom“ erwärmen oder ein Elektroauto aufladen, das ich nicht habe, aber ich möchte, dass alle Geräte in meinem Haus ohne Rücksicht auf das Stromnetz ständig funktionieren.

Jetzt erzähle ich Ihnen von den Arten von Solarkraftwerken für ein Privathaus. Im Großen und Ganzen gibt es nur drei davon, aber es gibt Variationen. Ich werde dafür sorgen, dass die Kosten für jedes System steigen.

Netzwerk-Solarkraftwerk - Dieser Kraftwerkstyp kombiniert niedrige Kosten und maximale Benutzerfreundlichkeit. Es besteht nur aus zwei Elementen: Sonnenkollektoren und einem Netzwechselrichter. Strom aus Sonnenkollektoren wird im Haus direkt in 220 V / 380 V umgewandelt und von Hausenergiesystemen verbraucht. Es gibt jedoch einen erheblichen Nachteil: Damit die SSE funktioniert, ist ein Kernnetzwerk erforderlich. Im Falle eines Stromausfalls verwandeln sich die Sonnenkollektoren in einen „Kürbis“ und geben keinen Strom mehr ab, da für die Funktion eines Netzwechselrichters ein Referenznetz erforderlich ist, dh das Vorhandensein von Elektrizität. Darüber hinaus ist der Betrieb eines Netzwechselrichters mit der vorhandenen Stromnetzinfrastruktur nicht sehr rentabel. Beispiel: Sie haben ein 3 kW Solarkraftwerk und Ihr Haus verbraucht 1 kW. Der Überschuss "fließt" in das Netzwerk, und herkömmliche Zähler zählen die Energie "modulo", dh der Zähler berechnet die Energie, die als verbraucht an das Netzwerk übertragen wird, und Sie müssen trotzdem dafür bezahlen. Hier passt logischerweise die Frage: Wo kann man zusätzliche Energie einsetzen und wie kann man dies vermeiden? Wir gehen zum zweiten Typ von Solarkraftwerken über.

Hybrides Solarkraftwerk - Dieser Kraftwerkstyp kombiniert die Vorteile eines Netzes und eines autonomen Kraftwerks. Es besteht aus 4 Elementen: Sonnenkollektoren, einem Solarregler, Batterien und einem Hybridwechselrichter. Die Basis von allem ist ein Hybrid-Wechselrichter, der die von Sonnenkollektoren erzeugte Energie in die von einem externen Netzwerk verbrauchte Energie mischen kann. Darüber hinaus können gute Wechselrichter die Priorisierung des Energieverbrauchs konfigurieren. Idealerweise sollte das Haus zunächst Energie aus Sonnenkollektoren verbrauchen und nur mit deren Mangel aus einem externen Netzwerk beziehen. Im Falle des Verschwindens des externen Netzwerks geht der Wechselrichter in den autonomen Betrieb und nutzt die Energie der Sonnenkollektoren und die in den Batterien gespeicherte Energie. Selbst wenn der Strom für längere Zeit ausgeschaltet ist und es einen bewölkten Tag gibt (oder der Strom nachts ausgeschaltet wird), funktioniert alles im Haus. Aber was ist, wenn es überhaupt keinen Strom gibt, aber irgendwie muss man leben? Dann wende ich mich dem dritten Kraftwerkstyp zu.

Autonomes Solarkraftwerk - Mit diesem Kraftwerkstyp können Sie völlig unabhängig von externen Stromnetzen leben. Es kann mehr als 4 Standardelemente enthalten: Sonnenkollektoren, Solarregler, Batterie, Wechselrichter.

Darüber hinaus und manchmal anstelle von Sonnenkollektoren können ein Wasserkraftwerk mit geringem Stromverbrauch, ein Windkraftwerk und ein Generator (Diesel, Gas oder Benzin) installiert werden. In der Regel ist an solchen Objekten ein Generator vorhanden, da möglicherweise keine Sonne und kein Wind vorhanden sind und die Energiereserve in den Batterien nicht unendlich ist. In diesem Fall startet der Generator und versorgt das gesamte Objekt mit Energie, wobei gleichzeitig die Batterie aufgeladen wird. Ein solches Kraftwerk kann beim Anschluss einer externen Stromversorgung leicht in einen Hybrid umgewandelt werden, wenn der Wechselrichter diese Funktionen hat. Der Hauptunterschied zwischen einem eigenständigen Wechselrichter und einem Hybrid-Wechselrichter besteht darin, dass er nicht weiß, wie Energie aus Sonnenkollektoren mit Energie aus einem externen Netzwerk gemischt werden kann. Gleichzeitig kann der Hybrid-Wechselrichter im Gegenteil autonom arbeiten, wenn das externe Netzwerk getrennt wird. Hybrid-Wechselrichter sind in der Regel preislich angemessen und völlig autonom, und wenn sie sich unterscheiden, ist dies nicht signifikant.

Was ist ein Solarregler?

In allen Arten von Solarkraftwerken gibt es einen Solarregler. Auch im Netz-Solarkraftwerk ist es einfach Teil des Netzwechselrichters. Ja, und viele Hybridwechselrichter sind mit Solarsteuerungen an Bord erhältlich. Was ist es und wofür ist es? Ich werde über ein hybrides und autonomes Solarkraftwerk sprechen, da dies nur mein Fall ist, und ich kann Sie in den Kommentaren ausführlicher mit dem Gerät eines Netzwechselrichters vertraut machen, wenn in den Kommentaren Anfragen vorhanden sind.

Der Solarregler ist ein Gerät, das die von Sonnenkollektoren empfangene Energie in vom Wechselrichter verdaute Energie umwandelt. Beispielsweise werden Sonnenkollektoren mit einer Spannung von einem Vielfachen von 12 V hergestellt. Und Batterien werden in Vielfachen von 12 V hergestellt, es ist einfach so passiert. Einfache Systeme mit 1-2 kW Leistung arbeiten mit 12V. Produktive 2-3-kW-Systeme arbeiten bereits mit 24 V und leistungsstarke Systeme mit 4-5 kW oder mehr mit 48 V. Jetzt werde ich nur "Heim" -Systeme betrachten, da ich weiß, dass Wechselrichter mit Spannungen von mehreren hundert Volt arbeiten, aber dies ist bereits gefährlich für das Haus.

Nehmen wir also an, wir haben ein 48-V-System und 36-V-Solarmodule (das Modul ist in Vielfachen von 3 x 12 V zusammengebaut). Wie bekomme ich die gewünschten 48V, damit der Wechselrichter funktioniert? Natürlich ist eine 48-V-Batterie an den Wechselrichter angeschlossen, und ein Solarregler auf der einen Seite und Sonnenkollektoren auf der anderen Seite sind an diese Batterien angeschlossen. Sonnenkollektoren sammeln sich bei einer bekannten höheren Spannung, um die Batterie aufladen zu können. Der Solarregler, der eine bekannte höhere Spannung von den Solarmodulen empfängt, wandelt diese Spannung auf den gewünschten Wert um und überträgt sie auf die Batterie. Das ist einfach. Es gibt Steuerungen, die die Batteriespannung von 150 bis 200 V von Solarmodulen auf 12 V reduzieren können, aber hier fließen sehr hohe Ströme und die Steuerung arbeitet mit schlechterem Wirkungsgrad. Der Idealfall, wenn die Spannung von den Solarmodulen doppelt so hoch ist wie die Spannung an der Batterie.

Es gibt zwei Arten von Solarreglern: PWM (PWM - Pulse Width Modulation) und MPPT (Maximum Power Point Tracking - Tracking des maximalen Leistungspunkts). Der grundlegende Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass der PWM-Controller nur mit Schalttafelbaugruppen arbeiten kann, die die Batteriespannung nicht überschreiten. MPPT - Der Controller kann mit einer merklichen Überspannung relativ zur Batterie arbeiten. Darüber hinaus weisen MPPT-Steuerungen einen deutlich höheren Wirkungsgrad auf, kosten aber auch mehr.

Wie wählt man Sonnenkollektoren?

Auf den ersten Blick sind alle Solarmodule gleich: Die Zellen der Solarzellen sind durch Sammelschienen miteinander verbunden, und auf der Rückseite befinden sich zwei Drähte: Plus und Minus. Aber es gibt viele Nuancen in dieser Angelegenheit. Sonnenkollektoren bestehen aus verschiedenen Elementen: amorph, polykristallin, monokristallin. Ich werde nicht für eine bestimmte Art von Element werben. Ich werde einfach sagen, dass ich selbst monokristalline Sonnenkollektoren bevorzuge. Das ist aber noch nicht alles. Jede Solarbatterie ist ein vierschichtiger Kuchen: Glas, eine transparente EVA-Folie, eine Solarzelle, eine Versiegelungsfolie. Und hier ist jede Phase extrem wichtig. Glas ist für niemanden geeignet, hat jedoch eine spezielle Textur, die die Lichtreflexion reduziert und das in einem Winkel einfallende Licht bricht, so dass die Elemente so weit wie möglich beleuchtet werden, da die erzeugte Energiemenge von der Lichtmenge abhängt. Die Transparenz des EVA-Films bestimmt, wie viel Energie in das Element gelangt und wie viel Energie das Panel erzeugt. Wenn sich herausstellt, dass der Film defekt ist und mit der Zeit trübe wird, sinkt die Ausbeute merklich.

Als nächstes kommen die Elemente selbst und sie werden je nach Qualität in Typen unterteilt: Klasse A, B, C, D und darüber hinaus. Natürlich ist es besser, Elemente der Qualität A und gutes Löten zu haben, da sich das Element bei schlechtem Kontakt erwärmt und schneller ausfällt. Nun, der Finishfilm sollte auch von hoher Qualität sein und eine gute Abdichtung bieten. Im Falle einer Druckentlastung der Platten gelangt schnell Feuchtigkeit auf die Elemente, Korrosion beginnt und die Platte versagt ebenfalls.

Wie wählt man ein Solarpanel? Der Hauptproduzent unseres Landes ist China, obwohl auch russische Hersteller auf dem Markt sind. Es gibt viele OEMs, die jedes bestellte Typenschild aufkleben und die Panels an den Kunden senden. Und es gibt Fabriken, die einen vollständigen Produktionszyklus bieten und in der Lage sind, die Qualität der Produkte in allen Produktionsphasen zu kontrollieren. Wie kann man sich über solche Fabriken und Marken informieren? Es gibt einige seriöse Labors, die unabhängige Tests von Solarmodulen durchführen und die Ergebnisse dieser Tests offen veröffentlichen. Vor dem Kauf können Sie den Namen und das Modell des Solarmoduls eingeben und herausfinden, wie das Solarmodul die angegebenen Eigenschaften erfüllt. Das erste Labor ist die California Energy Commission und das zweite europäische Labor ist der TÜV . Wenn der Panelhersteller nicht in diesen Listen aufgeführt ist, sollten Sie über Qualität nachdenken. Dies bedeutet nicht, dass das Panel schlecht ist. Es ist nur so, dass die Marke möglicherweise ein OEM ist und der Hersteller auch andere Panels herstellt. In jedem Fall weist das Vorhandensein in den Listen dieser Labors bereits darauf hin, dass Sie keine Solarmodule von einem eintägigen Hersteller kaufen.

Meine Wahl eines Solarkraftwerks

Vor dem Kauf sollten Sie die Aufgabenbereiche skizzieren, die vor dem Solarkraftwerk festgelegt werden, um nicht für das Unnötige zu bezahlen und das Ungenutzte nicht zu viel zu bezahlen. Dann werde ich mich dem Üben zuwenden, ebenso wie dem, was ich selbst getan habe. Zunächst das Ziel und die Grundlinie: Im Dorf wird der Strom regelmäßig für einen Zeitraum von einer halben bis acht Stunden abgeschaltet. Das Herunterfahren ist nur einmal im Monat oder mehrere Tage hintereinander möglich. Ziel: Versorgung des Hauses mit Strom rund um die Uhr mit einer gewissen Verbrauchsbeschränkung für die Zeit der Trennung des externen Netzes. Gleichzeitig sollten die grundlegenden Sicherheits- und Lebenserhaltungssysteme funktionieren, dh eine Pumpstation, ein Videoüberwachungs- und Alarmsystem, ein Router, ein Server und die gesamte Netzwerkinfrastruktur, Beleuchtung und Computer sowie ein Kühlschrank sollten funktionieren. Zweitens: Fernseher, Unterhaltungssysteme, Elektrowerkzeuge (Rasenmäher, Trimmer, Pumpe zur Bewässerung des Gartens). Sie können ausschalten: einen Kessel, einen Wasserkocher, ein Bügeleisen und andere Heiz- und Verbrauchsgeräte, deren Betrieb momentan nicht wichtig ist. Der Wasserkocher kann auf einem Gasherd gekocht und später gebügelt werden.

Ein Solarkraftwerk kann in der Regel an einem Ort gekauft werden. Verkäufer von Solarmodulen verkaufen auch alle zugehörigen Geräte, daher begann ich meine Suche anhand von Solarmodulen. Eine der seriösen Marken ist TopRay Solar. Sie haben gute Bewertungen und echte Betriebserfahrung in Russland, insbesondere im Krasnodar-Territorium, wo sie viel über die Sonne wissen. In der Russischen Föderation gibt es einen offiziellen Distributor und Händler für Regionen. An den oben genannten Standorten gibt es Labore zum Testen von Solarmodulen. Diese Marke ist vorhanden und nicht an den letzten Orten, das heißt, Sie können sie übernehmen. Darüber hinaus stellt die Vertriebsgesellschaft für TopRay-Solarmodule eigene Steuerungen und Elektronik für die Straßeninfrastruktur her: Verkehrssteuerungssysteme, LED-Ampeln, Blinkzeichen, Solarsteuerungen und mehr. Aus Neugier habe ich sogar nach ihrer Produktion gefragt - sie ist ziemlich technologisch und es gibt sogar Mädchen, die wissen, wie sie sich dem Lötkolben nähern sollen. Es passiert!

Mit meiner Liste der Wunschliste wandte ich mich an sie und bat mich, ein paar komplette Sets zu sammeln: teurer und billiger für mein Haus. Mir wurden einige klärende Fragen zum reservierten Strom, zur Verfügbarkeit der Verbraucher, zum maximalen und konstanten Stromverbrauch gestellt. Letzteres stellte sich für mich im Allgemeinen als unerwartet heraus: Das Haus befindet sich im Energiesparmodus. Wenn nur Videoüberwachung, Sicherheitssysteme, Internetverbindung und Netzwerkinfrastruktur funktionieren, verbraucht es 300-350 Watt. Das heißt, selbst wenn zu Hause niemand Strom verbraucht, werden für den Haushaltsbedarf bis zu 215 kWh pro Monat benötigt. Hier denken Sie über die Durchführung eines Energieaudits nach. Und Sie werden anfangen, die Ladegeräte, Fernseher und Set-Top-Boxen an den Steckdosen auszuschalten, die im Standby-Modus etwas verbrauchen, aber ordentlich laufen.
Ich werde nicht quälen, ich habe mich für ein billigeres System entschieden, da oft bis zur Hälfte des Betrags für ein Kraftwerk die Kosten für Batterien übernehmen kann. Die Liste der Geräte lautet wie folgt:

Solarbatterie TopRay Solar 280 W Mono - 9 Stck.
InfiniSolar V-5K-48 Einphasen- 5-kW-Hybridwechselrichter - 1 Stck.
Batterie AGM Segel HML-12-100 - 4 Stk.

Außerdem wurde mir angeboten, ein professionelles System zum Anbringen von Sonnenkollektoren am Dach zu kaufen, aber nachdem ich mir die Fotos angesehen hatte, entschied ich mich, mit hausgemachten Halterungen auszukommen und auch zu sparen. Aber ich habe mich entschlossen, das System selbst zu bauen und habe nicht Zeit und Energie gespart. Die Installateure arbeiten ständig mit diesen Systemen und garantieren ein schnelles und qualitativ hochwertiges Ergebnis. Entscheiden Sie also selbst: Es ist viel angenehmer und einfacher, mit Werkshalterungen zu arbeiten, und meine Lösung ist einfach billiger.

Was gibt ein Solarkraftwerk?

Dieses Kit kann im Standalone-Modus bis zu 5 kW Leistung erzeugen. Ich habe diese Art von Leistung mit einem einphasigen Wechselrichter gewählt. Wenn Sie denselben Wechselrichter und das dazugehörige Schnittstellenmodul kaufen, können Sie die Leistung auf 5 kW + 5 kW = 10 kW pro Phase erhöhen. Oder Sie können ein Dreiphasensystem erstellen, aber im Moment bin ich damit zufrieden. Der Wechselrichter ist hochfrequent und daher recht leicht (ca. 15 kg) und nimmt wenig Platz ein - er lässt sich leicht an der Wand montieren. Es sind bereits 2 MPPT-Controller mit einer Leistung von jeweils 2,5 kW integriert, dh ich kann beliebig viele Panels hinzufügen, ohne zusätzliche Ausrüstung kaufen zu müssen.

Ich habe 2520 Watt Sonnenkollektoren auf dem Typenschild, aber wegen des nicht optimalen Installationswinkels geben sie weniger ab - ich habe maximal 2400 Watt gesehen. Der optimale Winkel ist senkrecht zur Sonne, die in unseren Breiten ungefähr 45 Grad zum Horizont beträgt. Meine Panels sind auf 30 Grad eingestellt.

Die Baugruppe der Batterie ist 100 A * h 48 V, dh 4,8 kWh sind gespeichert, aber es ist völlig unerwünscht, Energie vollständig zu verbrauchen, da dann ihre Ressource merklich reduziert wird. Es ist ratsam, solche Batterien nicht mehr als 50% zu entladen. Dieses Lithium-Eisen-Phosphat oder Lithium-Titanat kann in tiefen und hohen Strömen geladen und entladen werden, und Blei-Säure, ob Flüssigkeit, Gel oder AGM, ist besser nicht zu erzwingen. Ich habe also die Hälfte der Kapazität, und das sind 2,4 kWh, dh ungefähr 8 Stunden in einem vollständig autonomen Modus ohne Sonne. Dies reicht für die Nacht aller Systeme und es wird immer noch die Hälfte der Batteriekapazität für den Notbetrieb vorhanden sein. Am Morgen geht die Sonne auf und beginnt, die Batterie aufzuladen, während das Haus mit Energie versorgt wird. Das heißt, das Haus kann in diesem Modus autonom arbeiten, wenn der Energieverbrauch reduziert wird und das Wetter gut ist. . .