Обзор солнечных батарей для туристов: какие панели лучше

Использование солнечной энергии с помощью панелей — отличный способ снизить расходы на постоянно дорожающее электричество, поэтому такие конструкции все чаще можно видеть на крышах российских домов. Однако иногда без них вовсе не обойтись. Речь идет о людях, оказавшихся вдалеке от всех благ цивилизации, о тех, кому надоела городская суета, но расставаться со своими любимыми гаджетами они не готовы ни при каких обстоятельствах. В этом случае мобильному телефону или планшету обязательно понадобится зарядка, для этих целей и придуманы портативные солнечные устройства. Беда одна — их в продаже так много, что выбрать гаджет проблематично: трудно понять, какие солнечные панели лучше. Чтобы помочь покупателю найти свою «половинку», сайту необходим обзор солнечных батарей для туристов.

Солнечные батареи: область применения

Без миниатюрных гелиосистем невозможно обойтись туристам, охотникам, рыбакам, любителям выбираться на природу для отдыха или для поиска ягод или грибов. Вдали от привычных и удобных розеток нередко требуется зарядить не только «тело», ноутбук или фотокамеру, но и фонарик, а также аккумулятор либо GPS-навигатор. Для таких форс-мажорных обстоятельств и были придуманы миниатюрные солнечные батареи.

Главное преимущество их перед стационарными «коллегами» — возможность зарядить любое устройство независимо от погодных условий и местности. Походная панель защищена от неблагоприятных факторов, компактна и легка, имеет вполне доступную цену. Чтобы выбрать хорошую модель, надо обращать внимание на несколько критериев. Далее пойдет речь о том, какие характеристики важны, какие солнечные панели лучше, популярнее у путешественников.

Разновидности устройств

Прежде чем начинать обзор солнечных батарей для туристов, и узнавать, какие солнечные панели лучше, следует познакомиться с существующими видами. Приборами-пионерами были конструкции на основе кремния, сейчас такие устройства тоже занимают немалую долю рынка. Это объясняется доступностью химического элемента: он практически «лежит» под рукой (вернее, под ногами) — находится на поверхности земли.

Кремниевые панели производятся двух видов. Это устройства:

• аморфные;
• и кристаллические: монокристаллические или поликристаллические.

Аморфные

Эти кремниевые конструкции тонкопленочные, единственные гибкие модели из всех. Аморфные приборы отличаются низкой себестоимостью, однако более низкий КПД делает их не очень привлекательными для покупателей. Устройства могут работать даже в неблагоприятных условиях — при довольно рассеянном свете.

Но для максимальной эффективности им нужда достаточно большая поверхность. Лучшими считаются другие пленочные покрытия: CIGS-полупроводник и теллурид кадмия. Аморфные панели изготавливают методом осаждения или напыления кремния на гибкую основу — подложку, изготовленную из металлизированной фольги.

Преимущества аморфных батарей: хорошая переносимость деформаций, механических воздействий, устойчивый прием потока света. Недостаток — простота технологии. По этой причине на рынке очень много некачественной продукции.

Кристаллические

Такие солнечные батареи изготавливают из кремния высокой чистоты. Кристаллический фотоэлемент — полупроводник, образующийся на поверхности (плоскости) кристаллизированного неметалла. Сначала его расплавляют, в этот расплав помещают основу будущего кристалла.

Когда начинается остывание субстанции, вокруг нее образуется кристалл. Его разрезают поперек на тонкие полоски, которые становятся заготовками для панелей. Разница в технологии получения моно- и поликристаллов не слишком заметна, однако если говорить о себестоимости, то она чувствительна.

Достоинство кристаллических моделей — высокий КПД, приемлемая их цена. Минусы изделий из кристаллов — хрупкость устройств, требующая дополнительной защиты, непереносимость серьезных механических нагрузок.

Монокристаллические

Такая поверхность состоит из ячеек — строго ориентированных срезов высококачественного кристалла кремния, их толщина — 200-300 мкм. В этом случае КПД панелей достигает 20-22%. Эта цифра для альтернативных портативных солнечных устройств уже считается высокой, почти эталонной. С ней сравнивают коэффициент полезного действия остальных разновидностей приборов.

Поликристаллические

В этом случае все кристаллы отличаются: их много, но каждый из них имеет свою форму и ориентацию. Производство таких моделей обходится дешевле, но КПД этих устройств меньше, чем у «моно»: он составляет 15-18%. Зато поликристаллические устройства отличаются более ровными параметрами, гарантируют работу в условиях, далеких от идеальных. Например, в пасмурные дни.

Монокристаллические модели несложно отличить от поликристаллических устройств: первые имеют черный цвет, у вторых он темно-синий. Принято считать, что самые качественные устройства — кристаллические, но это не всегда так. Следующий шаг — знакомство с характеристиками, которые должны быть у незаменимого походного оборудования.

Как выбрать солнечную мини-панель?

Чтобы найти то портативное зарядное устройство, которое не разочаруют уже в ближайшем будущем, надо обращать внимание на несколько характеристик.

Главные критерии

К ним относится:

1. Мощность. При выборе производительности ориентируются на количество гаджетов, которые придется заряжать. Если солнечная батарея нужна только для «реанимации» телефона (или нескольких приборов), который в походе не будет использоваться постоянно, то хватит панели, мощность которой от 6 до 9 Вт. Более мощные устройства потребуют такой же зарядки — той, что рассчитана на 10-20 Вт, и аккумулятора Powerbank. В качестве простого примера можно привести ноутбуки: чтобы «сидеть» за ними несколько часов в день, нужно 15 Вт, не меньше. Фотоаппарату или видеокамере уже необходимы 15-20 Вт.
2. Вес солнечной зарядки. Любому человеку нравятся максимально легкие приборы. Ведь в поход и так приходится брать довольно много вещей. Однако масса мини-панели зависит от ее мощности: каждый ватт добавляет определенное количество граммов. Если нужно максимально мощное устройство, то хозяину остается смириться с повышенным весом. Например, раскладные модели легко транспортировать, если в поездку отправляются на автомобиле.

Другие важные факторы

1. Надежность — главное качество для туристов, которым приходится мириться с пылью и непогодой, с возможными «полетами» (самих хозяев и техники). Степень прочности определяется видом конструкции, качеством сборки, используемыми материалами, типом защитного покрытия. Например, монокристаллические панели требуют бережного отношения: они очень хрупкие.
2. Оснащение солнечных батарей. Стандарт — универсальный USB-разъем, рассчитанный на 5 В. Однако некоторое оборудование имеет в комплекте переходники, которые совместимы со смартфонами iPhone 4 или 5, но не всегда они подходят для других моделей — для серий 5 и 6.
3. Рабочее напряжение. Портативные солнечные батареи могут вырабатывать 5-24 вольт. В этом диапазоне находится целый ряд значений: 9, 12, 17 В. Модель выбирают ту, которая подходит для того гаджета, который планируют заряжать.
4. Уровень освещенности конкретной местности. Россия не может похвастаться субтропическим солнцем, а показатели в паспорте солнечных батарей рассчитаны как раз для яркого светила.
5. Цена. В этой «номинации» разброс довольно велик. Так, аморфные приборы вдвое дороже монокристаллических зарядок, при одинаковой их мощности.
6. Срок службы приборов.

Чтобы выбрать подходящее устройство, надо учитывать все приведенные критерии. Если подходящую модель найти не удается, то можно рассмотреть другой вариант — покупку двух приборов, которые можно соединить в систему, получив нужное количество энергии.

Виды или комбинации

Есть три вида оборудования, которое туристы могут использовать в походах. Это:

1. Маломощные модели, предназначенные только для зарядки телефонов. Площадь фотоэлементов у них не слишком велика, вес тоже мал — от 28 г.
2. Универсальные приборы, гарантирующие зарядку различных гаджетов. Эти устройства оснащаются большим количеством дополнительных переходников. Для туристов такие модели предпочтительнее. Самые мощные устройства затягивают на 1,4 кг.
3. Супертяжеловесы. Это мощные батареи-панели, которые фиксируют на подложках. Они подходят либо для стационарного использования, либо для перевозки на автомобиле, так как каждый элемент весит от 7 до 9 кг.

Если говорить об идеальном устройстве, то это модели-универсалы. Они сравнительно недороги, к тому же могут работать в разных условиях. Маломощные солнечные батареи отличаются высокой ценой, к тому же часто не способны обеспечить необходимое количество энергии. Мощные установки пригодятся только туристам, путешествующим на автомобиле.

Немного сориентироваться в этом широчайшем ассортименте поможет обзор солнечных батарей для туристов. Прочитав его, потенциальный покупатель сможет, хотя бы в общих чертах, ответить на вопрос, какие солнечные панели лучше.

Портативные приборы и заблуждения

Прежде чем следовать дальше, надо привести распространенные мнения, к которым все прислушиваются. Некоторые из них неверны.

1. Кристаллические модели априори лучше аморфных устройств. Это не так. Нередко более эффективно работают последние, гибкие приборы. Говорят, за ними будущее. Здесь важен не тип солнечной батареи, в качество и параметры устройства.
2. Аморфные модели очень быстро выгорают, и за год могут потерять около 10% производительности. Однако проверка выявила падение КПД на 4%, но произошло оно спустя 14 лет активной эксплуатации.
3. Лучше гибкие солнечные батареи, так как они эффективнее в пасмурную погоду. Это тоже не совсем верно. Все зависит от параметров устройства и надежности его производителя.

Так как лучше всего ориентироваться на мнения тех, кто давно и успешно использует такие солнечные приспособления, лучше всего привести список тех батарей, что заслужили высокие оценки покупателей-владельцев.

Обзор солнечных батарей для туристов

Так как альтернативные солнечные источники энергии с каждым годом становятся все более популярными, ассортимент этих изделий настолько широк, что понять, какие солнечные панели лучше брать для похода, без подсказок других людей попросту невозможно. Чтобы облегчить решение «головоломки», лучше привести примеры эффективного оборудования. Этот обзор солнечных батарей для туристов поможет будущим покупателям или сориентироваться, или найти «свою» модель.

Goal Zero Nomad 7

Это одна из самых популярных моделей на мировом рынке. Nomad 7 от Goal Zero оснащена монокристаллической панелью мощностью 7 Вт, она полностью герметична, потому не боится ни дождя, ни снега, ни падения в реку. Помимо порта USB (1 А, 5 В, 7 Вт) устройство имеет разъем для аккумуляторов (1,1 А, 6,5 В, 7 Вт) и коннектор, дающий возможность присоединить еще один подобный прибор. Батарея достаточно компактна даже в разложенном виде (38х229х432 мм), поэтому может использоваться в тесном пространстве.

Goal Zero Adventure Kit

Складная модель от того же производителя подходит для зарядки всех существующих гаджетов. В устройстве есть несколько выходов: USB, на 5 и 12 В. Мощность накопителя составляет 7 Вт, а рабочее напряжение 12 В, сила тока на USB-разъеме — 600-700 мА. В нижней части прибора находится индикаторный фонарик, который способен работать без зарядки 20 часов. Размеры устройства в закрытом состоянии — 25х150х230 мм, его вес — 362 г. Весь комплект заряжается на протяжении 4-5 часов.

SOLAR

Это многофункциональное мобильное устройство произведено в Китае, его можно использовать в любых неблагоприятных условиях: при температуре от -40° до +50°. Данный аппарат имеет серьезную мощность (около 10 Вт), ток зарядки составляет 800 мА. Размеры прибора — 4,5х224х450 мм, масса — 1 кг. Эта солнечная батарея универсальна, она подходит для зарядки любой техники: мобильных телефонов, портативных компьютеров и т. д. Минусы — высокая цена, вес, отсутствие дополнительного адаптера.

SCN-4/6

Еще один «поднебесный» представитель — аморфное кремниевое устройство от компании Sun-Charge. Его особенность — небольшой аккумулятор. Прибор имеет мощность 3,9 Вт, приемлемый вес (290 г) и очень эффектный дизайн. Размеры батареи — 10х195х200 мм. Недостаток — отсутствие надежной защиты от механических воздействий, поэтому эта солнечная батарея требует аккуратного обращения.

SOLARMONKEY ADVENTURER

Данный компактный прибор выпускается фирмой PowerTraveller. Устройство также используют для зарядки гаджетов через порт USB, есть переходник для Apple: модель имеет буферный аккумулятор, емкость которого составляет 2500 мА·ч, который полностью заряжается за 9 часов. В конструкции используются полисиликоновые элементы, их КПД составляет 17%. Габариты этой солнечной батареи — 22,75х96х170 мм, вес устройства — 265 г.

AcmePower AP-MF1918

Это еще один универсальный аккумулятор, идеальный для зарядки любой электроники — телефонов, плееров, навигаторов и т. д. Модель может выступать в роли осветительного прибора. Емкость аккумулятора составляет 1000 мА·ч, зарядный ток — 800 мА, рабочее напряжение — 5-6 В. Для полной зарядки солнечной батареи потребуется около 10 часов. Устройство имеет защиту от КЗ. Его вес 77 г, размеры — 16х57х123 мм. В комплект входит 5 переходников.

СЗУ2-БСА-7.5

Это российская модель, которая заслуженно завоевала место в этом списке. Такое зарядное универсальное устройство способно заряжать как портативное, мобильное оборудование, так и свинцовые аккумуляторы. Складная конструкция имеет завидную мощность (14Вт) и довольно большой вес — 1,1 кг, может работать при разных температурах: от -30 до +40°. Ее размеры в разложенном состоянии — 3х230х1640 мм.

Fuse

Эта солнечная батарея от компании Voltaic Systems предназначается для фиксации на рюкзаке. Время зарядки от солнечных лучей составляет 7 часов, 5,5 часа — от других источников (внешний аккумулятор, сеть). Сила тока — 1А, напряжение — 5,5 В, мощность 6 Вт, вес — 600 г. Батарея довольно компактна: ее размеры — 20х210х280 мм.

На что обратить внимание?

Если обзор солнечных батарей для туристов смог очертить круг претендентов, то выбор «правильного» прибора зависит лишь от желаний покупателя. Вопрос здесь не в том, какие солнечные панели лучше. Качественных изделий много, но только правильный выбор гарантирует комфортную жизнь вдали от дома. По этой причине необходимо следовать нескольким рекомендациям:

1. Чтобы купить качественный товар, нельзя экономить. Хорошие модели и стоят соответственно, а покупая дешевого «кота в мешке», нужно быть готовым к тому, что устройство может отказаться работать в самом ближайшем будущем.
2. Характеристики солнечных батарей рассчитаны на яркое солнце в зените. Для российских реалий такие условия скорее исключение. Поэтому средний КПД таких конструкций у нас будет сильно колебаться — от 9 до 14%.
3. Чем больше размеры солнечного аккумулятора, тем больше энергии он будет отдавать приборам.
4. Качественные материалы, использованные для подложки, позволят эксплуатировать солнечные батареи дольше.
5. Герметичность изделия обязательна: все элементы должны быть заламинированы пластиком.
6. Чем больше мощность, тем эффективнее будет функционировать любой вид оборудование.
7. Надежная защита от любых механических воздействий — большой плюс любой батареи.
8. Комплектация. Для удобства зарядки разной техники важны дополнительные адаптеры.

Обзор солнечных батарей для туристов поможет определить «могучую кучку» солнечных моделей, которые отличаются эффективностью, удобством, надежностью и «долгожительством». Однако ответ на вопрос, какие солнечные панели лучше, должен дать себе сам покупатель (турист, экстремал, охотник, рыбак и т. д). Требования и понятия о технике-идеале у всех разные, но практичность и производительность — качества, ценящиеся всегда.

С еще одним потенциальным претендентом можно познакомиться, посмотрев следующий видеоролик:

Солнечная батарея на балконе: использование аккумуляторов / Хабр

Привет Geektimes! Данная статья является продолжением предыдущей части, про опыт установки 100-ваттной солнечной батареи на балконе. В первоначальном варианте к батарее был подключен DC-DC преобразователь, от которого можно заряжать различные домашние устройства. Следующим шагом было решено добавить возможность накопления энергии для использования в вечернее и ночное время.
Что получилось, подробности под катом.

Теория

Как говорилось в предыдущей части, несмотря на не оптимальные углы установки и малое количество панелей (2х50Вт), солнечная панель в принципе работает. Но дальше возникает вопрос что делать как эту энергию использовать.

Вариантов несколько:

1) Использовать энергию только по мере надобности, например для зарядки планшета. В плане КПД это самый плохой вариант — днем когда светло, все на работе, да и использовать 100-ваттную панель для зарядки телефона слишком избыточно — 95% светлого времени солнечная панель стоит неподключенной.

Опционально, можно просто подключить готовый USB power bank, например на 10000мАч. Работать будет, но решение во-первых, неинтересное в плане творчества, во-вторых, максимальная мощность для зарядки по USB около 10Вт, т.е. уже для 50-ваттной панели большая часть энергии будет пропадать впустую (хотя для пасмурной погоды сойдет). Ну и в-третьих, выбор подключаемых по USB устройств не так уж велик.

2) Отдавать энергию в электросеть (технология grid tie), чтобы она использовалась другими электроприборами. В принципе, это современный и наиболее используемый в частных домах вариант. Очень удобно, ничего не пропадает, все что сгенерировалось, отдается в сеть, количество требуемых компонентов минимально. Для моего балкона оно увы, не заработало — рекомендуемая мощность панелей для нормальной работы инвертора от 200Вт, а увеличивать число панелей еще в 2 раза уже не входило в бюджет. Да и экономического смысла большого не было — окна выходят на восток, и прямые солнечные лучи попадают на них только утром до 11-12 часов дня.

3) Накапливать энергию в аккумуляторе. Раз первые два способа не подошли, это единственное что остается делать.

Плюсы очевидны:

— Возможность использования запасенной энергии в любое время.
— Возможность подключения к батарее более мощной нагрузки (например электродрель не заработает от солнечной панели, а от аккумулятора легко).
— Возможность использования разнообразных устройств, рассчитанных на 12В — светодиодные лампы, зарядки для ноутбука и пр.
— Опциональная возможность подключения инвертора на 220В, и как бонус, появление в доме резервного источника питания на случай отключения электричества.
Минус тоже очевиден: батареи в таких системах это самый недолговечный, весьма дорогой, да и экологически вредный компонент. Но последний минус мы наоборот обратим в плюс — батареи могут использоваться повторно (примерно то же, что по слухам, делает Маск в своих Tesla Powerwall).

Полезных для нас видов аккумуляторов мы выделим два:

— Свинцовые и их разновидности: гелевые, щелочные, автомобильные, от UPS и пр. Дешевы, пожаробезопасны, но на этом плюсы заканчиваются. Количество циклов невелико, масса и габариты неудобны. В то же время, это самый дешевый и простой вариант — и дешево, и просто, и «накосячить» тут невозможно. Цена контроллера заряда на eBay менее 1000р, аккумулятор можно купить в любом ближайшем магазине.

— Литиевые. Их много разных видов, и запутаться куда легче.
«Традиционные» литий-ионные: напряжение 3.7В, максимальное напряжение зарядки 4.2В, минимальное напряжение 3.0В. Не любят перезаряда (число циклов снижается кардинально), и гипотетически (при отсутствии защиты и нарушении режима эксплуатации) пожароопасны.
Литий-железо-фосфатные (LiFePO4): напряжение 3.2В, максимальное напряжение зарядки 3.65В, минимальное напряжение 2В. Пожаробезопасны, судя по тестам, даже при КЗ лишь воняют, но не горят.

Литий-титанатные (Li4Ti5O12): напряжение 2.4В, максимальное напряжение зарядки 2.85В, минимальное напряжение 1.8В. Пожаробезопасны, плюс имеют большое количество циклов (по разным источникам, от 7000 до 15000), что делает их практически «вечными». Минус в том, что напряжение минимально, да и купить их непросто.

Более подробно описание разных видом, с их плюсами и минусами, можно почитать здесь. Очевидно, что каждому типу аккумуляторов нужен свой режим заряда, и в общем случае зарядные устройства несовместимы с разными типами ячеек, если в настройках нет возможности выбора. Попытка зарядить LiFePO4 обычным зарядником «для лития» до напряжения 4.2В просто испортит батарею.

В итоге, из всего разнообразия, было решено остановиться на самом простом и проверенном варианте: литий-ионных батареях форм-фактора 18650.

— Это самый популярный форм-фактор, такие батареи используются в ноутбуках, шуруповертах, powerbank-ах и пр.
— Такие батареи легко достать, например из б/у ноутбучных батарей, в которых обычно выходит из строя только несколько ячеек, а остальные вполне работоспособны.
— Как следствие предыдущего пункта, повторно используя батареи, мы не только не вредим экологии, а наоборот, даем элементам вторую жизнь.

Здесь можно подробно посмотреть на тестирование таких батарей:

Извлечение и тестирование ячеек из батареи ноутбука

Элементы 18650 несложно купить и новые, а при покупке большими партиями цена батарейки может составлять меньше доллара за штуку. Это позволяет энтузиастам создавать системы типа таких:
Или даже таких (фото с youtube):
Кстати, если кому интересно посмотреть на более-менее профессиональный подход к сборке батарей, делается это так:Youtube видео

Для балкона, столько разумеется не надо. Батареи напряжением 12В и емкостью 8-10Ач для первой итерации вполне достаточно. При желании число элементов можно будет потом увеличить.

В качестве нагрузки планируется во-первых, зарядка всевозможных девайсов, во-вторых, использование 12-вольтовой LED-лампы в качестве вечернего освещения. Дальше будет видно, в зависимости от того сколько энергии удастся собирать.

Практика

Для сборки системы нам потребуется ряд компонентов. Все довольно-таки дешевое, космических цен здесь нет.

1. Контроллер заряда

Контроллер является логическим центром всей системы, он берет энергию от солнечных батарей и заряжает ею аккумуляторы, также включает и отключает нагрузку, если батареи слишком разрядились. Цена вопроса от 15$ за дешевый контроллер как на фото, этого вполне достаточно. Главное чтобы в контроллере была возможность настраивать напряжение батареи, т.к. напряжение литиевой батареи отличается от свинцовой.

2. Аккумуляторы 18650

У меня не стоял вопрос как максимально сэкономить, поэтому я просто заказал 6 штук на eBay.

По идее, если поспрашивать в сервис-центрах, то старые ноутбучные батареи можно найти практически даром, единственное что для их тестирования понадобится измеритель емкости, цена вопроса около 4$:
Уже заказав аккумуляторы, я понял что проще было-таки купить батарею от ноутбука: ячейки там уже с припаянными выводами, присоединить их было бы проще, да и цена была бы чуть ниже. Видео как аккуратно разобрать батарею, можно посмотреть здесь:Разборка батареи ноутбука

А так, пришлось купить еще держатели для аккумуляторов, впрочем стоят они недорого. Как вариант, можно купить аккумуляторы с уже припаянными пластинами, стоят они чуть дороже.

Кстати, если кто-то решит брать аккумуляторы 18650 на eBay, стоит иметь в виду, что их реальная емкость 2000-3500мАч. Батарей емкостью 9900мАч и выше, не бывает, то что продается на ебее с такой надписью — китайский фейк.

Реальная емкость таких батарей видна на скриншоте с видео от одного из покупателей:

Такую батарею стоило бы взять, только если расчитывать открыть диспут и получить возврат денег от продавца (жуликов надо наказывать). Только месяц ожидания того не стоит, да и батарея с емкостью 500мАч годится только для мусорного ведра.

3. BMS

Чтобы ячейки в батарее заряжались корректно, нужна плата BMS — battery management system. Плата обеспечивает равномерный заряд ячеек, а также отключает заряд/разряд при выходе напряжения за границы допустимых.

Искать проще на eBay по словам 18650 Protection Balance Board.

Примечание: как показало тестирование, данная плата не совместима с контроллером заряда, т.к. в контроллере заряда уже есть задаваемые пороги отключения. Нужна простая плата с балансиром «LiPo Balance Board», все остальное контроллер заряда берет на себя. Подробнее описано в статье про тестирование контроллера.

На схеме условно показаны 3 аккумулятора, в реальности их можно параллелить, и вид батареи может быть примерно такой (фото с сайта продавца):

Кстати, о количестве аккумуляторов в батарее. Их в принципе, много не бывает. Во-первых, даже небольшой недозаряд значительно увеличивает продолжительность жизни батареи — если снизить максимальное напряжение заряда с 4.2 до 4.1В, количество циклов возрастет вдвое, а емкость уменьшится лишь на 10%. Во-вторых, если параллелить ячейки, то зарядные токи также уменьшаются, что уменьшает нагрев и увеличивает продолжительность жизни батареи. Так что по возможности, 12 аккумуляторов лучше чем 9, а 9 лучше чем 6, и так далее, верхний предел ограничен лишь ценой и здравым смыслом.

Не является обязательным, но вполне удобным является прибор для контроля напряжения ячеек, цена вопроса так же около 5$. Он же может работать как балансир ячеек.

Теперь соберем это в кучу, и как говорится, со всем этим попытаемся взлететь. Статья и так получилась большой, так что продолжение в следующей части.

Аналогичный эксперимент от других пользователей можно посмотреть например здесь:

Видео в 3х частях:

PS: Вместо заключения: про безопасность литиевых батарей

В интернете ходит много страшилок о пожароопасности литиевых батарей, да и случаи возгорания действительно иногда случаются, последний epic fail c телефонами Samsung тому пример. Насколько безопасна описанная выше батарея? Еще раз напомним, что ячейки 18650 массово используются в ноутбуках, так что эксплуатация такой системы ничуть не более опасна, чем использование ноутбука, включенного в розетку. Даже более того, элементы здесь имеют лучший температурный режим, чем в закрытом корпусе ноутбука, а защита от перенапряжения является двойной (настройка напряжения в контроллере заряда + наличие платы защиты). И еще более того, токи заряда в «солнечной» системе меньше чем в ноутбуке — здесь нет нужды зарядить аккумуляторы максимально быстро, достаточно если они зарядятся за световой день. Так что шанс возгорания минимален. Но все-таки, надо написать, хотя это должно быть и так очевидно: все эксперименты делаются на свой страх и риск, за возможные негативные последствия автор ответственности не несет.

И разумеется, при создании самодельных девайсов важно помнить, что литиевые батареи запасают в себе достаточно много энергии, так что их важно защитить от короткого замыкания, детей, домашних животных и пр. Также при использовании б/у батарей их следует отобрать и протестировать на емкость и токи заряда/разряда.

тестирование батареи ионисторов / Хабр

Привет geektimes.

В предыдущей части рассказывалось о тестировании литиевых батарей для хранения электроэнергии. В одном из комментариев был вопрос об использовании ионисторов для хранения запасенной энергии. Стало интересно проверить, как это работает.

Конечно, параметры ионисторов можно найти в даташите и посчитать все что надо. Но так не интересно, куда интереснее померять самостоятельно. Для этого на ebay была заказана плата с длинным названием 6Pcs Farad Capacitor 2.7V 500F with Protection Board.

Как это работает, подробности под катом.

Чем интересны ионисторы? Это, упрощенно говоря, конденсатор огромной емкости — которая может составлять сотни фарад. В отличие от аккумуляторов, ионисторы обладают следующими преимуществами:

— имеют практически неограниченное количество циклов,
— могут быть разряжены до нуля, не боятся разряда,
— могут работать при отрицательных температурах,
— могут отдавать очень большие токи, в десятки или даже сотни ампер,
— имеют основной компонент — активированный уголь, который является весьма экологически чистым и «возобновляемым» компонентом (если верить Википедии, его получают из кокосовых орехов).

В то же время, у ионисторов есть и недостатки:

— плотность энергии в 10-100 раз меньше чем у аккумуляторов,
— в отличие от аккумуляторов, напряжение при нагрузке падает сразу и линейно,
— высокая цена.

Справедливости ради, технология не такая уж и новая: еще мой старый Palm m105 умел работать от встроенного ионистора 1-2 минуты, пока пользователь менял батарейку. Однако цена на ионисторы большой емкости довольно-таки заметно упала, что позволяет купить их без больших финансовых затрат.

Заряд

Одна из особенностей ионисторов — напряжение каждого элемента не превышает 2.7В. Поэтому для получения больших напряжений, они соединяются в батарею, а чтобы не перезарядить каждый элемент, их оснащают схемой защиты. Принцип полностью аналогичен балансиру в литиевых аккумуляторах — при превышении напряжения, излишки стравливаются на резисторах. Схему защиты хорошо видно на фото сверху. В моем случае батарея состоит из 6 ионисторов, емкостью 500Ф и напряжением 2.7В каждый, таким образом максимальное напряжение батареи составляет около 16В.

Вторая интересная особенность ионисторов — очень малое внутреннее сопротивление. Ионистор может как принимать, так и отдавать токи в десятки ампер (есть познавательное видео на эту тему). В моем случае, при первой попытке зарядить ионистор от блока питания 12Вх8А, провод раскалился докрасна и перегорел. Пришлось достать блок питания с настройкой ограничения тока, тогда процесс заряда пошел нормально. В остальном, заряд ионистора ничем не отличается от заряда конденсатора.

Тестирование

В качестве первого теста, напрямую к ионистору была подключена светодиодная лента. Было интересно проверить возможность использования максимально простого «аварийного» освещения, безо всяких сложных драйверов. Чтобы не испортить светодиоды ленты, ионисторы были заряжены до 12В. Из предыдущих опытов было известно, что потребляемый ток этого куска ленты при 12В составляет 1А.

Результаты на фото:
1) 21:01, старт, напряжение 12В, лента горит в полный накал

2) 21:09, напряжение уже упало до 8.7В

Я думал, что лента вот-вот погаснет, но потребляемый ток явно уменьшился.

3) 21:17, напряжение 7.8В, лента еще светит

4) 21:31, прошло полчаса, но к моему удивлению, лента еще слегка светится, напряжение 7.3В.

Дальше ждать надоело, да и свечением это было назвать сложно. Было решено собрать buck/boost конвертор, способный питать ленту стабилизированным напряжением в 12В. Для этого был подключен step up конвертор на 24В, к выходу которого подключен второй step down конвертор, настроенный на 12В. Как бонус, это позволило зарядить ионисторы полностью до 16В.

Все вместе выглядит так (вечер, в комнате стало темнее, так что на фото лента ярче):

Система действительно работает, и когда напряжение на выходе стало уменьшаться, ионистор был разряжен до 3.8В.

Результат: лента действительно горела без визуального изменения яркости, время полного горения составило 8 минут.

Выводы

Если мерять в долларах на ватт, то за 45$ была куплена батарея, от которой светодиодная лента может гореть 8 минут. Честно говоря, не очень впечатляет, хотя что-то подобное в принципе и ожидалось.

Тем не менее, ионисторы достаточно интересны наличием весьма уникальных особенностей:

— Практически неограниченное число циклов. Представляется интересным сделать аварийное светодиодное освещение от солнечных батарей, с практически вечным сроком службы например для туалета в деревне. С развитием рынка IoT ионисторы могут быть весьма перспективны для питания устройств с малым потреблением.

— Возможность отдавать большие токи и возможность работы при отрицательных температурах.
Это позволяет использовать ионистор как буферный элемент, когда надо быстро отдать большой ток при слабом источнике. В youtube описывались вполне успешные опыты по использованию ионисторов в стартере автомобиля. Применительно к солнечной энергии, еще один интересный пример — кратковременное хранение энергии для работы мощных устройств (дрели, пилы) от солнечной батареи, можно посмотреть здесь:

Видео

— Потенциальная экологичность и простота конструкции ионистора. В youtube есть даже видео по самостоятельному изготовлению суперконденсаторов, правда насколько оно реально, сказать сложно.

С другой стороны, литий-титанатные аккумуляторы имеют практически такие же преимущества — большое количество циклов, возможность работы на морозе и большие отдаваемые токи. Что будет лучше в дальней перспективе, сказать пока сложно, и то и то сейчас скорее экзотика. Скорее всего ниша ионисторов останется весьма узкой, но тем не менее она есть.

Ну и бонус для тех, кто дочитал до сюда: измерение емкости батареи ионисторов при заряде смартфона можно посмотреть на моем видео.

Тестирование батареи ионисторов совместно с солнечной панелью будет описано отдельно.

Продолжение следует.

Солнечная батарея 5В: описание, подключение, схема, характеристики

Содержание

---

Обзор солнечной батареи 5В

В процессе эволюции человечество научилось добывать электрическую энергию, используя природные ресурсы. Это могут быть полезные ископаемые (теплоэлектростанции, использующие нефть, уголь или атомные, использующие ядерное топливо), водные ресурсы (гидроэлектростанции), поток ветра (ветроэлектростанции). Солнечные батареи – это набирающий популярность источник дешевого электричества, получаемого из солнечных лучей. Солнечная батарея состоит из фотоэлементов на основе кремния, которые прямо преобразуют солнечную энергию в постоянный электрический ток.

К преимуществам солнечных батарей относятся:

• высокая экологичность;

• безшумность;

• доступность;

• постоянство – если полезные ископаемые могут закончиться, то наcчет солнечной энергии беспокоиться не стоит;

• обширная область использования – могут применяться как в сельской местности, так и в космосе.

Однако у солнечных батарей есть и недостатки:

Солнечная батарея  5В 1.2 Вт (рис. 1) идеально подходит для зарядки небольших аккумуляторных батарей и питания маломощных устройств. 

Рисунок 1

---

Технические характеристики

• Максимальная выходная мощность: 1.2 Вт;

• Напряжения холостого хода: 5 В;

• Рабочий ток: 200 мА;

• Коэффициент полезного действия (КПД) : 17%;

• Размеры: 70 х 55 х 3 (±0.2) мм;

• Вес : 17 г.

---

Пример использования

Перейдем к практическому использованию батареи. Проверяем напряжение холостого хода – 5 В, как и заявлено. Попробуем подключить к батарее светодиод (рис. 2).

Рисунок 2.

Мощность естественно зависит от освещенности. Ток КЗ на окне при ярком солнце 50-70 мА.

Проверим, насколько эффективно можно использовать данные солнечные батареи, точнее нескольких батарей, соединенных параллельно, для зарядки Li-ion аккумулятора 18650.

Список деталей:

• солнечная батарея  5 В, 1.2 Вт — 4 шт;

• Li-ion аккумулятор 18650 — 1 шт;

• Модуль для зарядки Li-ion батарей на микросхеме TP4056 — 1 шт;

По документации рабочий ток 200 мА на одну батарею. Соединим 4 данных солнечных батареи параллельно и проверим ток кз. На окне при ярком солнце 150-220 мА. Для зарядки аккумулятора 18650 будем использовать модуль для зарядки Li-ion батарей на микросхеме TP4056 (рис. 3).

Рисунок 3.

Контроллер заряда TP4056 отключается от аккумулятора при достижении на аккумуляторе заряда в 4.2 В, при заряде сила тока постепенно понижается.

Схема подключения показана на рисунке 4.

Рисунок 4

Собираем схему (рис. 5) и приступаем к испытаниям.

       

Рисунок 5,6,7.

Выставляем устройство на солнце. Пошел процесс зарядки. Об окончании зарядки сигнализирует синий светодиод. Скорость зарядки очень сильно зависит от освещения.

 

Рисунок 8,9.

Контакты OUT+ и OUT- выводим на USB-разъем и можем использовать заряженный аккумулятор, например для зарядки телефона.

---

Часто задаваемые вопросы FAQ

1. Батарея выдает недостаточный ток

• Ток батареи зависит от солнечного освещения, найдите более солнечное место;

• Объедините несколько батарей, подключив их параллельно.

 

Какая лучшая батарея для солнечного хранения в 2019 году?

Последнее обновление 15.07.2020

Существуют определенные характеристики, которые вы должны использовать при оценке вариантов ваших солнечных батарей, например, на сколько хватит солнечной батареи или сколько энергии она может обеспечить. Ниже вы узнаете обо всех критериях, которые следует использовать для сравнения вариантов накопления энергии в вашем доме, а также различных типов солнечных батарей.

Как сравнить варианты хранения солнечных батарей

При рассмотрении вариантов «солнечная энергия плюс накопитель» вы столкнетесь со множеством сложных технических характеристик продукта. Наиболее важные параметры, которые следует использовать при оценке, — это емкость и номинальная мощность аккумулятора, глубина разряда (DoD), эффективность в оба конца, гарантия и производитель.

Вместимость и мощность

Емкость — это общее количество электроэнергии, которое может хранить солнечная батарея, измеряется в киловатт-часах (кВтч).Большинство домашних солнечных батарей спроектировано так, чтобы их можно было «штабелировать», что означает, что вы можете включить несколько батарей в свою систему «солнечная энергия плюс накопитель», чтобы получить дополнительную емкость.

Хотя емкость говорит вам, насколько велика ваша батарея, она не говорит вам, сколько электроэнергии может обеспечить батарея в данный момент. Чтобы получить полную картину, вам также необходимо принять во внимание номинальную мощность аккумулятора. В контексте солнечных батарей номинальная мощность — это количество электричества, которое батарея может доставить за один раз.Он измеряется в киловаттах (кВт).

Батарея большой емкости и малой мощности будет обеспечивать низкое количество электроэнергии (достаточное для работы нескольких важных устройств) в течение длительного времени. Батарея малой емкости и высокой мощности может проработать весь ваш дом, но только в течение нескольких часов.

Глубина разряда (DoD)

Большинству солнечных батарей необходимо постоянно сохранять определенный заряд из-за их химического состава. Если вы используете 100% заряда аккумулятора, срок его службы значительно сократится.

Глубина разряда (DoD) батареи относится к количеству использованной емкости батареи. Большинство производителей указывают максимальное значение DoD для оптимальной производительности. Например, если батарея на 10 кВтч имеет степень разряда 90 процентов, вы не должны использовать более 9 кВтч батареи перед ее зарядкой. Вообще говоря, более высокий уровень DoD означает, что вы сможете использовать большую часть емкости аккумулятора.

КПД в оба конца

КПД батареи в оба конца представляет собой количество энергии, которое может быть использовано в процентах от количества энергии, которое потребовалось для ее хранения.Например, если вы подаете в батарею пять кВтч электроэнергии и можете получить обратно только четыре кВтч полезной электроэнергии, батарея будет иметь 80-процентный КПД в оба конца (4 кВтч / 5 кВтч = 80%). Вообще говоря, более высокая эффективность приема-передачи означает, что вы получите большую экономическую выгоду от своей батареи.

Срок службы батареи и гарантия

Для большинства случаев использования домашнего накопителя энергии ваша батарея будет «циклически» (заряжаться и разряжаться) ежедневно. Способность аккумулятора удерживать заряд будет постепенно снижаться, чем больше вы его используете.Таким образом, солнечные батареи подобны батарее в вашем сотовом телефоне — вы заряжаете свой телефон каждую ночь, чтобы использовать его в течение дня, и по мере того, как ваш телефон стареет, вы начнете замечать, что батарея не держит столько заряд, как и когда он был новым. Например, батарея может иметь гарантию на 5 000 циклов или 10 лет при 70 процентах ее первоначальной емкости. Это означает, что по истечении гарантии аккумулятор потеряет не более 30 процентов своей первоначальной способности накапливать энергию.

На вашу солнечную батарею предоставляется гарантия, которая гарантирует определенное количество циклов и / или лет полезного использования. Поскольку характеристики батареи со временем естественным образом ухудшаются, большинство производителей также гарантируют, что батарея сохранит определенную емкость в течение срока действия гарантии. Поэтому простой ответ на вопрос «на сколько хватит моей солнечной батареи?» в том, что это зависит от марки батареи, которую вы покупаете, и от того, сколько емкости она потеряет со временем.

Производитель

Много разных организаций разрабатывают и производят солнечные батареи, от автомобильных компаний до технологических стартапов.Хотя крупная автомобильная компания, выходящая на рынок накопителей энергии, вероятно, имеет более длительную историю производства продукции, они могут не предлагать самые революционные технологии. Напротив, у технологического стартапа может быть совершенно новая высокопроизводительная технология, но меньше опыта, подтверждающего долговременную работоспособность батареи.

Выберете ли вы аккумулятор, произведенный передовым стартапом или производителем с долгой историей, зависит от ваших приоритетов. Оценка гарантий, связанных с каждым продуктом, может дать вам дополнительные рекомендации при принятии решения.

Автомобильные компании стремятся использовать накопители энергии

Домашняя технология накопления энергии и электромобили во многом похожи: обе они используют современные аккумуляторы для создания более эффективных и экологически безопасных продуктов, которые могут снизить выбросы парниковых газов.

По мере того, как электромобили становятся все более популярными, все больше компаний выделяют значительные средства на исследования и разработки на разработку аккумуляторов и расширяют свою деятельность в сфере накопления энергии.Tesla — первый массовый образец (с батареей Powerwall), но Mercedes-Benz и BMW также выводят на рынок автономные батареи в 2017 году.

Как долго служат солнечные батареи?

Есть два способа ответить на этот вопрос, и первый — определить, как долго солнечная батарея может питать ваш дом. Во многих случаях полностью заряженная батарея может проработать ваш дом в течение ночи, когда солнечные панели не производят энергию. Чтобы сделать более точный расчет, вам нужно знать несколько переменных, в том числе, сколько энергии потребляет ваше домохозяйство в данный день, какова емкость и номинальная мощность вашей солнечной батареи, а также подключены ли вы к электросети. сетка.

В качестве простого примера мы определим размер батареи, необходимой для обеспечения адекватного решения для солнечных батарей и накопителей, используя средние данные по стране от Управления энергетической информации США. Среднее домашнее хозяйство в США будет потреблять примерно 30 киловатт-часов (кВтч) энергии в день, а типичная солнечная батарея может обеспечить около 10 кВтч энергии. Таким образом, очень простой ответ: если бы вы приобрели три солнечные батареи, вы могли бы работать в своем доме целый день, не имея ничего, кроме поддержки батареи.

На самом деле ответ намного сложнее. Вы также будете вырабатывать электроэнергию с помощью своей системы солнечных батарей в течение дня, которая будет обеспечивать высокую мощность в течение 6-7 часов в сутки в часы пиковой нагрузки солнечного света. С другой стороны, большинство аккумуляторов не могут работать с максимальной емкостью и обычно достигают максимума при 90% DoD (как описано выше). В результате ваша батарея на 10 кВтч, вероятно, будет иметь полезную емкость 9 кВтч.

В конечном счете, если вы соединяете батарею с солнечной панелью, одна или две батареи могут обеспечить достаточную мощность в ночное время, когда ваши панели не работают.Однако без использования возобновляемых источников энергии вам может потребоваться 3 или более батарей, чтобы обеспечить питание всего дома в течение 24 часов. Кроме того, если вы устанавливаете домашний накопитель энергии для отключения от электросети, вам следует установить резервное питание на несколько дней, чтобы учесть дни, когда у вас может быть пасмурная погода.

Срок службы солнечной батареи

Общий срок службы солнечной батареи составляет от 5 до 15 лет. Если вы установите солнечную батарею сегодня, вам, вероятно, придется заменить ее хотя бы один раз, чтобы обеспечить срок службы вашей фотоэлектрической системы от 25 до 30 лет.Однако так же, как срок службы солнечных панелей значительно увеличился за последнее десятилетие, ожидается, что солнечные батареи последуют этому примеру по мере роста рынка решений для хранения энергии.

Правильное обслуживание также может существенно повлиять на срок службы вашей солнечной батареи. Солнечные батареи значительно зависят от температуры, поэтому защита батареи от замерзания или жары может продлить срок ее службы. Когда фотоэлектрическая батарея опускается ниже 30 ° F, для достижения максимального заряда потребуется большее напряжение; когда та же самая батарея поднимается выше порогового значения 90 ° F, она перегревается и потребует снижения заряда.Чтобы решить эту проблему, многие ведущие производители аккумуляторов, такие как Tesla, предоставляют функцию регулирования температуры. Однако, если аккумулятор, который вы покупаете, не подходит, вам нужно будет рассмотреть другие решения, например, защищенные от земли корпуса. Усилия по качественному обслуживанию могут определенно повлиять на срок службы вашей солнечной батареи.

Какие батареи лучше всего подходят для солнечных батарей?

Батареи, используемые в домашних накопителях энергии, обычно имеют один из трех химических составов: свинцово-кислотный, литий-ионный и соленая вода.В большинстве случаев литий-ионные батареи являются лучшим вариантом для системы солнечных панелей, хотя другие типы батарей могут быть более доступными.

1. Свинцово-кислотный

   Свинцово-кислотные батареи

   — это испытанная технология, которая десятилетиями использовалась в автономных энергосистемах. Несмотря на то, что они имеют относительно короткий срок службы и более низкую степень разряда по сравнению с другими типами батарей, они также являются одним из наименее дорогих вариантов, имеющихся в настоящее время на рынке в секторе домашних накопителей энергии. Для домовладельцев, которые хотят отключиться от электросети и которым необходимо установить много аккумуляторов энергии, свинцово-кислотный вариант может быть хорошим вариантом.

2. Литий-ионный

   Большинство новых технологий хранения энергии в домашних условиях, например, используют литий-ионный химический состав в той или иной форме. Литий-ионные батареи легче и компактнее, чем свинцово-кислотные. По сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами они также имеют более высокий уровень DoD и более длительный срок службы. Однако литий-ионные аккумуляторы дороже своих свинцово-кислотных аналогов.

3. Морская вода

   Новинка в индустрии домашних аккумуляторов — это аккумулятор для морской воды.В отличие от других домашних аккумуляторов энергии, аккумуляторы для морской воды не содержат тяжелых металлов, вместо этого они используют соленые электролиты. В то время как батареи, в которых используются тяжелые металлы, в том числе свинцово-кислотные и литий-ионные батареи, необходимо утилизировать с помощью специальных процессов, аккумулятор для морской воды можно легко переработать. Однако, как новая технология, морские батареи относительно непроверены, и одна компания, которая производит солнечные батареи для домашнего использования (Aquion), объявила о банкротстве в 2017 году.

Найдите лучшую солнечную батарею для своего дома

EnergySage провела обзор всех лучших солнечных батарей, доступных для вашего дома.Воспользуйтесь нашими подробными обзорами солнечных батарей.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы соединяем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям. Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

,

Солнечная батарея | Solar.com

Наряду с панелями и инверторами, батареи быстро становятся важным компонентом современных солнечных систем. Солнечные батареи имеют много преимуществ и могут иметь решающее значение для домовладельцев, которые хотят защитить себя от перебоев в подаче электроэнергии. Однако солнечные батареи могут подойти не всем, поэтому стоит изучить плюсы и минусы соединения солнечной системы с батареей.

Основы

На самом базовом уровне солнечные батареи позволяют хранить энергию, произведенную солнечной системой, для использования в более позднее время.

Все солнечные системы производят энергию в разное время, чем домовладельцы ее используют. Солнечные системы обычно в середине дня производят больше, чем нужно домовладельцу. Эта дополнительная продукция возвращается в энергосистему через программу, называемую измерением чистой энергии. Продавая свою избыточную мощность в сеть, домовладельцы накапливают кредит, который может быть использован для компенсации энергии, которую они потребляют ночью, когда солнечные панели не производят энергию.

Когда солнечная система подключена к батарее, домовладельцы имеют возможность использовать свое дополнительное электричество для зарядки своей батареи вместо того, чтобы отправлять ее обратно в сеть.

Преимущества

Итак, зачем платить за солнечную батарею, когда сеть все равно должна кредитовать вас за вашу избыточную мощность? Как оказалось, соединение солнечной системы с батареей дает несколько ключевых преимуществ.

Защита от перебоев в подаче электроэнергии

Для большинства домовладельцев самое большое преимущество солнечных батарей — это возможность иметь резервное питание во время отключения сети.

Если у вас есть солнечная система без батареи, и вы испытываете отключение электроэнергии, солнечная система автоматически отключится.Электротехнический кодекс требует, чтобы солнечные системы отключались во время перебоев в подаче электроэнергии, чтобы они случайно не подали ток в сеть, если в коммунальной компании есть рабочие, пытающиеся ремонтировать линии.

Напротив, в системе с солнечными батареями и батареями также установлено дополнительное устройство, называемое резервным шлюзом, которое позволяет дому «изолировать» или изолировать себя от сети.

В тот момент, когда происходит сбой, шлюз мгновенно обнаруживает событие, отключает дом от сети и включает аккумулятор.Затем система превращается в замкнутый контур, где батарея питает резервные цепи дома, а солнечные панели подзаряжают батарею.

В этом отношении солнечные батареи могут работать так же, как домашние генераторы, за исключением того, что они намного лучше во всех измеримых аспектах. Ознакомьтесь с нашей другой статьей о десяти основных причинах, по которым солнечные батареи лучше генераторов.

Экономия времени использования

Многие коммунальные предприятия по всей стране переходят на тарифные планы по времени использования для своих бытовых потребителей.Эти тарифные планы более точно отражают изменение оптовых цен на электроэнергию в течение дня. Как правило, в этих тарифных планах пиковые расходы приходится на поздний полдень и ранний вечер, когда спрос резко возрастает, когда все уходят домой после рабочего дня, и увеличивается потребление энергии. Непиковые периоды — это середина дня, когда солнечные системы повсюду производят избыточную мощность, и ночь, когда спрос на нее самый низкий.

Эта разница в ставках влияет не только на стоимость электроэнергии, которую домовладельцы получают из сети, но и на величину избыточной мощности, которую домовладельцы подают обратно в сеть.Это означает, что домовладельцы, использующие тарифные планы, получают меньше кредитов за дополнительную энергию, произведенную в течение дня, чем они платят за электроэнергию, которую они потребляют в вечернее время. В результате домовладельцы могут быть должны деньги коммунальной компании в конце месяца, даже если их солнечная система удовлетворяет 100% потребности в электроэнергии на чистой основе.

Вот где появляется дополнительная экономия от солнечных батарей. Вместо того, чтобы возвращать излишнюю солнечную энергию, когда она менее ценная, батареи позволяют домовладельцам сохранять свою избыточную мощность на месте и подавать ее в дом ночью, что снижает количество мощность, которую они должны получать из сети в самое затратное время суток.

Сумма дополнительной экономии, которую обеспечит солнечная батарея, зависит от нескольких факторов, в том числе от того, сколько электроэнергии использует домовладелец, в какое время дня он использует эту мощность, а также от структуры их конкретного тарифного плана. Перейдите на главную страницу solar.com и запланируйте звонок одному из наших консультантов по энергии, чтобы узнать, как вы сэкономили на солнечной энергии и батареях.

Самопотребление и независимость от энергии

Сочетание солнечной системы с батареей также позволяет домовладельцам использовать гораздо больше собственной чистой энергии.Без батареи домовладельцы будут отправлять значительную часть своей солнечной энергии в сеть в течение дня, а затем потреблять грязную энергию из сети ночью. Благодаря батарее домовладельцы могут производить, хранить и использовать свою чистую энергию круглосуточно. Это не только обеспечивает удовлетворение от получения большего количества автономных источников энергии от чистой энергии, но и обеспечивает значительно большую энергетическую независимость за счет снижения зависимости от сети. Tesla обнаружила, что добавление всего одной из их батарей в солнечную систему увеличило количество солнечной энергии, потребляемой домом, более чем на 50%!

The Incentives

Солнечные батареи могут подпадать под льготы как на уровне штата, так и на федеральном уровне, в зависимости от специфики установки.

Основным стимулом для аккумуляторов в настоящее время является федеральный инвестиционный налоговый кредит, который в настоящее время установлен в размере 26%. Это означает, что вы можете потребовать 26% от общей стоимости проекта по солнечной батарее и солнечной батарее в качестве налогового кредита для вашего федерального подоходного налога за 2020 год. Важно отметить, что этот налоговый кредит доступен только в том случае, если солнечные и аккумуляторные компоненты системы установлены вместе. Как всегда, мы рекомендуем поговорить со своим налоговым специалистом о праве на получение федеральной налоговой скидки.

Еще одним большим стимулом для солнечных батарей является Калифорнийская программа стимулирования самопроизводства или SGIP.Эта государственная программа предлагает дополнительную скидку для домовладельцев, устанавливающих батареи, которые имеют особые потребности в резервном питании. К ним относятся расположение в зонах пожара Уровня 2 и Уровня 3, потребность в резервном медицинском оборудовании, соблюдение пороговых значений для людей с низким доходом и т. Д. Наши консультанты по энергетике будут рады помочь любым домовладельцам в Калифорнии, ищущим дополнительную информацию о программе SGIP штата.

Опции

Итак, каковы возможности солнечных батарей?

Самыми распространенными аккумуляторами на рынке сегодня являются Tesla Powerwall, LG Chem и Sonnen.Ознакомьтесь с нашими отдельными статьями для более глубокого изучения каждого из этих продуктов.

Домовладельцы также могут приобрести несколько батарей, если захотят. Правильное количество батарей зависит от ряда факторов, в том числе от размера солнечной системы, силы тока цепей, которые необходимо резервировать, и желаемой продолжительности резервного питания. Поговорите с одним из наших консультантов по энергетике, если вы хотите найти правильную комбинацию для вас.

Будущее

Солнечные батареи стали важным аспектом современных солнечных систем, и их важность в ближайшие годы будет только расти.Емкость аккумуляторов будет продолжать расти, поскольку цены продолжат падать. Электроэнергетические компании все чаще обращаются к батареям для стабилизации своих сетей, при этом некоторые коммунальные предприятия даже платят домовладельцам за доступ к их домашним батареям для выдачи энергии в сеть, когда она больше всего нужна. Без сомнения, солнечные батареи никуда не денутся.

,

Солнечная батарея — Типы, технология, цена, марки и вся информация

Литий-ионная солнечная батарея

Литий-ионные солнечные батареи бывают разных типов. Лучшим типом ионно-литиевых аккумуляторов для вашей солнечной энергетики является фосфат лития-железа (LiFePO4). Батареи LiFePO4 полностью безопасны, не горят, стабильны от 15 до 20 лет и не требуют обслуживания. Обладает хорошими электрическими характеристиками при низком сопротивлении.

Литий-ионная солнечная батарея

обычно используется во всех уличных фонарях на солнечных батареях, транспортных средствах на солнечной энергии и мобильных аккумуляторных батареях.Основным преимуществом этой батареи является хорошая термическая стабильность, повышенная безопасность, а также высокий номинальный ток и длительный срок службы при неправильном использовании.

Солнечные батареи для дома с солнечной панелью все больше ориентируются на литиевые батареи, стоимость которых в последние годы стабильно снижается.

Литий-ионная солнечная батарея

Самым большим преимуществом литий-ионных аккумуляторов является их чрезвычайно длительный срок службы (до 5000 циклов) и их высокая способность к зарядке и разрядке, которые помогают получать больше энергии от вашей солнечной панели.Они также теряют меньше мощности в режиме ожидания, что полезно в солнечных установках, где энергия используется редко.

По этим причинам литий-ионные батареи являются хорошим выбором для любой солнечной системы, большой или маленькой, автономной или сетевой. Самый большой минус — высокая цена. Литий-ионная солнечная батарея может стоить в 4 раза дороже, чем затопленная солнечная батарея.

,

Стоимость солнечных батарей | EnergySage

Последнее обновление 15.07.2020

Стоимость и преимущества солнечных батарей определят, стоит ли вам устанавливать систему солнечных батарей, которая включает в себя накопитель энергии. Со стандартной солнечной энергетической системой довольно легко понять экономику: если у вас высокие счета за электроэнергию, установка солнечных панелей для производства собственной энергии — это инвестиция, которая окупится всего за несколько лет.Как только вы добавите солнечную батарею, экономика станет более сложной.

Сколько стоят солнечные батареи?

Прежде чем вы сможете определить, имеет ли смысл установка солнечной батареи, вам нужно знать цену. Как и в случае с солнечной энергией, вы можете рассматривать затраты как цену брутто, так и цену за относительную мощность. Солнечные батареи варьируются от $ 5000 до $ 7000 + и от $ 400 долларов за киловатт-час (кВтч) до 750 долларов / кВтч . Обратите внимание, что эти цены относятся только к самой батарее, а не к стоимости установки или дополнительного необходимого оборудования.

Домашние солнечные батареи — это новая технология. Как и солнечные батареи, прейскурантная цена солнечных батарей во многом зависит от материалов, из которых они сделаны, и от того, сколько энергии они могут дать вам. Установка батареи, которая может работать вне сети, обычно также стоит дороже, чем установка батареи, предназначенной для работы при подключении к сети. Подобно тому, как цены на солнечные панели резко упали за последние несколько лет, эксперты прогнозируют, что солнечные батареи также станут дешевле в ближайшие годы.В качестве ориентира, вот прейскурантные цены 2016 года на два ведущих продукта солнечных батарей:

• Tesla Powerwall мощностью 13,5 киловатт-часов (кВт-ч) имеет прейскурантную цену в 6700 долларов, включая встроенный инвертор.
Батарея Chem RESU
• LG мощностью 9,3 кВтч обычно продается за 6000–7000 долларов, не считая инвертора.

Прейскурантные цены на солнечные батареи — это только часть истории. Если ваша батарея не оснащена встроенным инвертором, она должна быть установлена ​​со специализированным инвертором, способным управлять потоком электроэнергии к батарее и от нее.(Обратите внимание, что когда вы соединяете солнечную батарею с солнечными батареями, вам нужно будет установить только один инвертор.) Кроме того, солнечные батареи должны быть установлены лицензированным электриком.

Чтобы найти более подробную информацию о конкретных продуктах для хранения энергии, загляните в базу данных EnergySage по производителям солнечных батарей.

Стоит ли вам устанавливать солнечную батарею?

Понимание того, как коммунальные предприятия взимают с вас плату за электроэнергию, является первым шагом к определению того, имеет ли для вас смысл экономия от солнечной энергии с накоплением.Если вы платите одинаковую ставку за кВтч независимо от времени суток или общего ежемесячного использования, и ваша коммунальная компания предлагает стандартные чистые измерения, единственная дополнительная ценность, которую вы получите от добавления батареи к вашей системе солнечных панелей, — это наличие резервного питания в случай отключения электроэнергии.

Однако, по мере того, как все больше коммунальных предприятий меняют способ взимания платы с потребителей за электроэнергию, установка солнечной батареи станет более целесообразной. Рассмотрим следующие сценарии:

Показатели времени использования (TOU)

Если у вашего коммунального предприятия есть ставки TOU, вы будете платить больше за кВт / ч за электроэнергию, которую вы используете в часы пиковой нагрузки на электроэнергию.Пиковые ставки TOU могут быть в два раза больше, чем в непиковые часы. Например, в 2019 году ставки TOU для некоторых домовладельцев в Калифорнии, работающих на солнечной энергии, могут достигать 0,46 доллара за кВт / ч в пиковые летние часы.

Накопитель энергии может уменьшить количество электроэнергии, которое вы покупаете в часы пик. Если вы установите батарею как часть своей системы солнечных батарей, вы можете накапливать дополнительную солнечную энергию в течение дня и использовать ее днем ​​и вечером, когда ставки TOU, которые вы в противном случае заплатили бы, выше.

Начисления до востребования

Если у вашего коммунального предприятия есть плата за потребление, вы будете платить сбор, основанный на общем потреблении электроэнергии.Плата за потребление обычно определяется количеством электроэнергии, которое вы покупаете в часы пик, или общим количеством электроэнергии, которое вы покупаете в данный месяц. Если вы устанавливаете батарею вместе с вашей системой солнечных панелей, вы можете использовать ее, чтобы минимизировать количество электричества, которое вы покупаете из сети, и гарантировать, что ваши расходы на потребление останутся низкими.

Другие технологии, которые помогут вам сэкономить на счетах за электроэнергию

Солнечные батареи — не единственный способ сократить потребление электроэнергии в часы пик.Интеллектуальные энергетические технологии, такие как интеллектуальные термостаты и интеллектуальные водонагреватели, могут помочь вам перенести энергоемкие процессы нагрева и охлаждения в те времена, когда цены на электроэнергию ниже. Бонус: эти технологии имеют более низкую цену, чем большинство технологий солнечных батарей.

Уменьшение или отсутствие нетто-учета

Помимо ставок TOU и платы за потребление, существует еще одна ситуация, в которой вы можете рассмотреть возможность использования солнечной батареи: если ваша коммунальная компания не предлагает полные чистые кредиты за счетчики.

Если ваша коммунальная компания предлагает кредиты по «оптовой» ставке на солнечную электроэнергию, которую вы отправляете обратно в сеть, ваша солнечная электроэнергия будет более ценной, если вы можете использовать ее дома. Солнечная батарея позволяет хранить избыточную солнечную энергию вместо того, чтобы отправлять ее обратно в электрическую сеть для уменьшения кредита в вашем счете за электричество. Вы также уменьшите количество электроэнергии, которое нужно покупать у коммунального предприятия по розничным ценам.

В некоторых ситуациях установка батареи как части вашей солнечной энергетической системы имеет смысл.Однако технология все еще развивается, и затраты не настолько низки, чтобы хранилище было целесообразно для всех. Лучший способ понять, является ли использование солнечной энергии плюс накопление разумным вложением в ваш дом, — это поговорить с квалифицированным установщиком солнечных батарей, который предлагает решения для накопления энергии.

Хотите установить солнечные батареи позже? Убедитесь, что ваша солнечная фотоэлектрическая система готова сегодня

Домашнее накопление энергии — это относительно новая технология, и для многих домовладельцев ее экономическая составляющая еще не имеет смысла.Однако это не означает, что вам нужно ждать, чтобы перейти на солнечную энергию. Просто попросите вашего установщика солнечной энергии спроектировать «готовую к хранению» систему с инвертором, который работает с солнечными батареями, чтобы вы могли позже превратить свою систему солнечных панелей в систему с солнечными батареями и накоплением.

Как вы должны финансировать свою солнечную систему с накоплением?

Варианты финансирования, доступные для системы «солнечная энергия плюс накопление», по сути такие же, как и для стандартной солнечной энергетической системы: вы можете купить или арендовать солнечную батарею.

На некоторых рынках компании, работающие в сфере солнечной энергии, предлагают в аренду солнечные энергетические системы, в состав которых входит аккумулятор. Например, аккумулятор Tesla Powerwall можно приобрести в компании Tesla Energy на Гавайях в рамках предложения «Smart Energy Home». Вермонтское коммунальное предприятие Green Mountain Power также предлагает Powerwall своим клиентам, как через аренду, так и за наличные.

Можно ли использовать налоговый кредит на солнечную батарею для аккумуляторов?

Федеральный инвестиционный налоговый кредит (ITC) для солнечной энергии является основным финансовым стимулом для домовладельцев, устанавливающих солнечную энергию.ITC снижает стоимость системы солнечных панелей на 30 процентов без верхнего предела. Если вы решите установить аккумулятор как часть своей солнечной энергетической системы, он также имеет право на получение ITC. Некоторые штаты, местные органы власти и коммунальные предприятия также предлагают дополнительные стимулы для накопления энергии в жилищах.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы соединяем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям.Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

,