Солнечный двигатель своими руками

Обновлено: 07.07.2024

Создаем робота-андроида своими руками

Создание электронных устройств является интересным и увлекательным занятием, а конструирование роботов может принести наибольшее удовлетворение. В этом случае вам придется создавать не только электронные схемы и узлы, но воспользоваться некоторыми другими технологиями. Создание робота включает решение следующих технологических проблем:

• система питания устройства

• моторы и сервомеханизмы для обеспечения движения и перемещения устройства

• системы чувствительных датчиков (сенсоров)

• элементы искусственного интеллекта

По каждой из этих проблем существует многочисленная специальная литература, и очевидно, что объем одной книги не позволит охватить все многообразие применяемых технологий. Тем не менее мы коснемся большинства из них, что позволит вам получить начальные представления о задаче и может послужить основой для дальнейшего самостоятельного экспериментирования.

Я хотел бы выразить благодарность некоторым коллегам, оказавшим неоценимую помощь при создании этой книги: Мэтту Вагнеру, моему агенту в Waterside Productions, Скотту Грилло, помогавшему выдержать график работы, и Стефану Смиту за большую помощь в редактировании текста.

Некоторые историки считают, что началом робототехники можно считать времена античной Греции. Примерно в 270 году до н. э. греческий инженер Ктесибус создавал музыкальные органы и клепсидры (водяные часы), в которых имелись движущиеся фигуры.

Зачем создавать роботов?

Создание полезного персонального робота очень сложно. Вообще говоря, эта проблема выходит за рамки данной книги, да, пожалуй, и любой современной книги по робототехнике. Резонно спросить – а какова вообще тогда цель этой книги? Я надеюсь, что, прочитав эту книгу и построив несколько моделей роботов, вы приобретете необходимый опыт и сможете внести свой вклад в развитие робототехники.

Болгарский инженер Найдем Найденов построил модель двигателя, в котором солнечная энергия превращается сразу в механическую. Познакомимся с двигателем на рисунке. В боковых стойках скобы 1 просверлены отверстия и нарезана резьба. В отверстиях завернуты два болта, служащие своего рода подшипниками 2. В их головках просверлены отверстия, куда входят конические головки вала 3. На валу закреплен диск 4 из теплоизоляционного материала. К диску параллельно валу прикреплены биметаллические пластины 5 (на рисунке показаны только две пластины, хотя их может быть и больше). Слои биметаллической пластины желательно разделить теплоизоляционными прокладками, чтобы снизить приток тепла от внешнего слоя к внутреннему.

На каждой пластине установлены грузы 6. С их помощью увеличивается момент инерции и, следовательно, мощность двигателя. При сборке очень важно обратить внимание на тщательную балансировку вала, диска; пластин и грузов.

Вал модели начинает сразу же вращаться, если ее выставить под прямые солнечные лучи. Больший эффект получается тогда, когда половина биметаллических пластин освещается солнцем, а половина остается в тени. Скорость вращения возрастет, если на пути лучей поставить линзу-концентратор.

С точки зрения физики объяснить работу двигателя Найденова несложно: биметаллическая пластина солнечными лучами нагревается и искривляется. Если с внешней стороны пластины поставлен слой с большим коэффициентом линейного расширения, изгиб будет направлен внутрь. В результате ее центр тяжести переместится ближе к оси вращения, равновесие нарушится и вал повернется на некоторый угол. Когда же пластина окажется в тени, она, остывая, выпрямится. А та, что попала под лучи солнца, в свою очередь, изогнется. Вал повернется еще на некоторый угол. Конечно, подогрев и остывание пластин происходят непрерывно. Поэтому двигатель работает непрерывно, пока на него падают солнечные лучи.

Статья - ПОЛНАЯ ЛАЖА. А ведь еще не 1-е апреля. ))))) Начнем с "сбалансированного вала". даже если эту конструкцию тщательно сбалансировать, то обе пластины расположатся в горизонтальной плоскости. Значит чтобы провернуть вал хотя бы на 180 градусов в любую сторону, нужно приложить усилие, компенсирующее вес второй пластины. Это изгиб пластины с грузиком под действием света даст, по-вашему, такое усилие? . )))))))). Не много ли вы от Солнца хотите? ))))). Можно точно рассчитать моменты инерции при разных деформациях, но и без расчетов все очевидно. Ну и далее по тексту сплошная техническая безграмотность. "Слои биметаллической пластины желательно разделить теплоизоляционными прокладками, чтобы снизить приток тепла от внешнего слоя к внутреннему". Это чем же? может пенопластом. Биметаллическая пластина будет изгибаться только при наличии жесткого соединения составляющие ее пластин с разным коэффициентом теплового расширения. Если эти пластины разделить любым "теплоизолирующим"(т.е обычно это мягкий, пористый материал) слоем, то одна из пластин,конечно, будет удлиняться сильнее чем другая, но эта деформация будет поглощаться деформацией прокладки и биморф останется прямым. Ну а инерционность процессов теплопередачи, т.е нагрева-остывания, позволит на таком "моторе" только черепахе Тортилле ездить ))))))))

Платформа вечного двигателя сделана из 5 магнитов. Четыре магнита в основе отвечают за взлёт, они работают (отталкиваются) с магнитами, которые находятся на валу двигателя. Пятый магнитик делает магнитное поле для ротора. Так же точно должна быть специальная боковая панелька, в которую будет входить ось двигателя.

Мотор создаётся из четырёхстороннего (специального сечения) ротора, наложенного на вал. На блоке ротора есть 4 специальные батареи; по одной батарее на каждую из 4 сторонок и 2 комплекта обмоток.

Как же мотор работает? Ротор поднимается на силах отталкивания между магнитами вала и основы.

Когда свет спадает на одну из солнечных панелей, она создаёт электрический ток, который идёт по одной части ротора. Этот ток создаёт магнитное поле, которое работает с полем магнита под нашим ротором. Это взаимодействие вводит ротор в рабочее состояние. При вращении ротора новая её батарея переходит к свету и возбуждает ток во второй обмотке. Процесс повторяется до того момента, пока на батарею попадают солнечные лучи.

Создаём парящий настольный двигатель Мендосино своими руками. Двигатель сделан из крутящегося вала, который держится на магнитах, закреплённых друг напротив друга. За питание отвечают солнечные панели (поставленные на вращающейся оси), что создаёт ток, который идёт через катушки ротора.

Помните, что этот двигатель средней мощности. Вы не сможете применить его в электромобиле. По сути, это смешная научная игрушка, которая наглядно показывает принципы работы всех электродвигателей.

Материалы, необходимые для сборки двигателя Мендосино своими руками

Для работы потребуется следующий набор материалов и инструментов:

Деревянный штырь диаметром чуть более 10 мм;
Термоклей;
Шпон для изготовления ротора;
Проволока для намотки катушек 0,28 мм в диаметре;
Два кольцевых магнита типа RX088;
Несколько реек и досок для основы и опор;
Алюминий для стенки;
Двенадцать магнитов типа RX033CS-N.

Выбор в пользу указанных моделей магнитов не случаен. Они протестированы на практике и лучше других подходят для мендосинского движка, гарантируя его работоспособность.

Левитирующий двигатель, описание для желающих повторить

Шаг первый: материалы и инструменты для создания вечного двигателя.

Для создания ротора нам потребуются следующие изделия:

Для основания:

Шаг второй: разложим наши магниты на валу. За основание возьмём деревянный штырь диаметром тринадцать мм и длиной двадцать пять см.

Закрепим магниты в виде кольца RX088 на валу.

Шаг третий.

Нужно узнать интервал между двумя главными парами магнитов.

Шаг четвёртый: теория ненастоящей левитации.

Теорема Ирншоу рассказывает о том, что отталкивающиеся магнитики редко имеют стабильность. Нужна вспомогательная сила, которая будет заставлять магниты парить в воздухе.

Ненастоящая левитация всегда ограничивает движение изделий, применяя определённую привязку или специальный ограничитель.

Если поставить параллельно оси два магнитных диска, то между ними будет карман стабильности.

Два набора магнитов будут заставлять вал парить. Поэтому он будет стабильным только в одной части – в точке контакта со стенкой.

Шаг пятый: обмотка медным проводком. Делаем ротор из шпона, присоединяя части нашим клеем. Начинаем наматывать наш проводок вокруг ротора. Создаём 10 витков, держа провод на одной части вала, а потом ещё 10 в другую от вала сторону. Наматывая проводок, советуем вести счёт виткам. Повторим те же действия, на другой сторонке, пересекая первичную обмотку. Для поделки возьмём 0,28 мм экранированный проводок и намотаем где-то тысячу витков в каждой катушке.

Шаг шестой: подключим специальные панели. Как только обмотка закончена, отмечаем провода, чтобы можно было выследить направление катушечки и знать где какой проводок. Нам будет нужна лента, чтобы предотвратить обрывы соединений во время нашей сборки. Скрепим панели.

Добавим в двигатель ещё один набор панелей и катушечку таким же образом.

Шаг седьмой. Созданный ротор получился очень тяжёлым, поэтому пришлось применять сборки из 3 изделий RX033CS-N, что находились в 4 точках основания.

Магнитно-солнечный двигатель Мендосино

Представленная модель двигателя отличается от подобных наличием солнечных панелей. Т.е. ротор двигателя крутится за счет электричества выработанного солнечными панелями. Но вся изюминка в том, что солнечные панели не выведены в сторону, а являются частью ротора. Конечно, с одной стороны это игрушка, но кто знает может это задел в будущее энергетики. Название свое мотор получил от округа Мендосино в Калифорнии. Здесь живет его изобретатель. Мендосинский мотор можно классифицировать как бесколлекторный магнитно-левитационный солнечный мотор малой мощности. Кстати подобные модели двигателей на Али стоят от 1-1,5 тыс. руб, а на Амазоне их стоимость еще больше. В статье будут ссылки на детали двигателя из магазина Али, кому удобнее покупать на Амазоне переходите на оригинал статьи.
Инструменты и материалы: -Солнечные панели 0.5V 100mA 53 *18 *2,5 мм- 4 шт; -Неодимовые магниты 12* 4 мм с отверстием 4 мм-7 шт; -Неодимовый магнит 30*10 мм -1 шт; -Неодимовые магниты 12*3 мм — 26 шт; -Обмоточный провод 0,25 мм -40 м; Алюминиевые стержни на али мастер не нашел, ссылка на Амазон. Так же мастер предоставил 3d модели. Главное условие направляющие не должны магнитится. -Вал ротора; -Направляющие; -Паяльник; -Клей; -Резинка канцелярская; -3D-принтер; -Весы; -Клеевой пистолет; -Пинцет; -Тиски; -Напильник; -Смартфон с магнитным датчиком; -Изолента;

Шаг первый: сборка ротора Для меньшего дисбаланса солнечные панели подбирает по весу. У мастер разброс по весу составляет ок. 1 г.

Припаивает провод к контактам солнечных панелей. Попарно соединяет панели проводом. Плюс противоположной панели паяет к минусу и на оборот. Приклеивает фотоэлементы к каркасу.

Шаг второй: намотка катушки Вставляет вал двигателя Обе катушки мотаются в одном направлении. Каждая катушка подключается к своей паре панелей. В каждой катушке 110 витков. Стрелки с точкой это начало обмоток. Мотать можно по 10 оборотов с каждой стороны вала.

Шаг третий: балансировка Устанавливает ротор на два вертикально установленных лезвия. Прокатывает вал по лезвиям. Приклеивая кусочки проволоки устраняет дисбаланс.

Шаг четвертый: опора При работе двигатель опирается кончиком вала о корпус. Место контакта должно быть минимально. Для этого заостряет кончик вала.

Шаг пятый: сборка базы Все части базы мастер изготовил на 3D-принтере. Собирает базу. Лишний стержень отпиливает. Приклеивает магниты как на схеме. Полюса магнитов находим с помощью компаса смартфона, главное не подносить близко магнит.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Работа тепловой машины

По сути дела, тепловой двигатель, соединен с коллектором или происходит так называемая солнечная генерация. В качестве коллектора может служить как плоский или концентрирующий коллектор, так поверхность океана в тропиках.

При этом часть тепла можно превратить в механическую энергию (работу).

Рабочая жидкость при помощи тепла Солнца нагревается в испарителе солнечного двигателя. Нагревание испарителя обеспечивает коллектор. Холодная жидкость находится в конденсаторе.

Конденсатор охлаждается холодной водой. Чем больше разница между температурами испарителя и конденсатора, тем большее количество тепла мы способны преобразовать в работу. Насос представляет собой солнечный двигатель, с помощью которого вода выкачивается из колодца. Эта вода одновременно охлаждает конденсатор. В разных странах работает уже много насосов по этому принципу.

Они выгодны прежде всего в областях с большим количеством светлых дней; в пустынях и полупустынях солнечные двигатели незаменимы.

Солнечный двигатель действует следующим образом: тепло из коллектора нагревает в испарителе рабочее вещество (аммиак, пропан, двуокись серы и пр.). Нагретая жидкость испаряется и превращается в горячий пар высокого давления. Пар приводит в движение турбину и производит механическую работу. В процессе расширения в турбине пар охлаждается и поступает в конденсатор. В результате дальнейшего охлаждения в конденсаторе пар превращается в жидкость, которая подается насосом обратно в испаритель.

Стоимость солнечных панелей ежедневно снижается. Приобретение или самостоятельная сборка и установка автономных солнечных систем стали доступными для простых потребителей. Мы решили создать это руководство, чтобы потребители разобрались с нужными компонентами, и смогли собрать солнечную электростанцию для дома своими руками.

Для самостоятельного проектирования автономной системы нужны знания основ электротехники и определенные познания в математике. Для сборки самой простой солнечной электростанции потребуется 4 компонента:

Солнечная батарея (PV панель);
Контроллер заряда;
Инвертор;
Аккумулятор.

Кроме вышеуказанных компонентов, потребуется медный кабель, коннекторы, устройства защиты и кое-какая мелочевка. Дальше мы пошагово объясним, как можно выбрать компоненты именно под ваши потребности.

Шаг 1: Расчет нагрузки

Прежде, чем выбрать компоненты, необходимо рассчитать нагрузку приборов, которые будут подключаться к вашей солнечной электростанции и сколько времени они будут работать. Для этого нужно сделать следующее:

Определите, какую технику (освещение, вентилятор, телевизор, насос и т.д.) вы будете подключать, и сколько времени (часов) она будет работать;
Ознакомьтесь со спецификациями ваших приборов для определения их мощности;
Рассчитайте величину потребляемого электричества в Ватт-часах (Вт*ч), которая равна произведению номинальной мощности ваших приборов (Вт) на время работы (ч).

Например Вы хотите включить какой-то прибор мощностью 10 ватт на 5 часов от солнечной панели. Количество потребленной электроэнергии будет: 10Вт х 5ч = 50Вт*ч. Таким же образом необходимо рассчитать общую величину потребляемой энергии, а именно рассчитать для каждого прибора и сложить полученные величины.

Пример: настольная лампа = 10Вт х 5ч = 50 Вт*ч + вентилятор = 50Вт х 2ч = 100Вт*ч, телевизор = 50Вт х 2ч = 100 Вт*ч, всего = 50 + 100 + 100 = 250 Вт*ч.

Когда закончите расчет нагрузки, пора приступать к выбору компонентов в соответствии с вашим требованием нагрузки.

Шаг 2: Выбор аккумуляторов

Все солнечные панели являются источниками постоянного тока. Электроэнергию они генерируют только днем. Если есть желание подключить нагрузку постоянного тока днем, то с этим нет никаких проблем, можно подключиться непосредственно от панелей. Но сделать это – не самое хорошее решение, потому что:

Примечание: Перед тем как выбирать компоненты, определите, какую систему по напряжению вы хотите иметь: 12/24 или 48В. Чем выше напряжение, тем меньший ток будет в медных проводниках и тем меньше будут потери. Кроме того, чем выше рабочее напряжение, тем меньше потребуется сечение проводников. Чаще всего в качестве домашней электростанции используют системы с рабочим напряжением 12В или 24В. Это связано с тем, что часть домашних приборов можно питать напрямую от вашей электростанции, без двойного преобразования напряжения (вверх-вниз), которое приводит к потере мощности. В этом проекте рассмотрим систему 12В.

Емкость аккумулятора рассчитывается в ампер-часах (Aч).
Мощность (Вт)= Напряжение (В) х Ток (А). • Вт*час = Напряжение (В) х Ток (А) х Время (ч) = Вт*ч.
Напряжение батареи = 12В (для нашей системы).

Емкость аккумулятора (Ач) = Мощность нагрузки (Вт)*Время работы (ч)/напряжение(В) = 250/12 = 20,83Ач.

Нужно понимать, что КПД аккумуляторов не может быть 100%, чаще всего КПД равен 80%. Учитывая это, имеем емкость аккумулятора (Ач) = 20,83/0,8 = 26Ач. Поскольку мы используем преобразователь напряжения, который имеет свой КПД, обычно его также принимают равным 80%, добавим его: 26/0,8 = 32,5Ач. Но и это еще не все - даже не смотря на использование аккумуляторов глубокого цикла, для продолжительного срока службы, их не рекомендуется разряжать до полной разрядки, и по-хорошему нужно оставлять хотя бы 30% заряда - чем больше оставим, тем дольше он прослужит, получается: 32,5*1,3 = 42,25Ач Округляем вверх, для того что бы получить целое число и выбираем аккумуляторы глубокого разряда емкостью от 45 ампер-часов (Ач).

Шаг 3: Выбор панелей

О том как правильно выбирать солнечных батарей в блоге магазина MyWatt есть отдельная статья, поэтому останавливаться на этом долго не будем. Рассматривать будем только монокристаллические или поликристаллические, а аморфные и прочие тонкопленочные панели рассматривать не будем, в виду их быстрой деградации – потери мощности.

Основные отличия моно и поли:

Монокристаллические панели дороже и эффективнее, чем поликристаллические панели. Но в целом эффективность отличается незначительно, она зависит не только от типа ячейки, но и от качества самих ячеек и добросовестности производителя.

Характеристики солнечных панелей, как правило, приводятся к стандартным условиям испытаний (STC):

освещенность = 1 кВт/м2;
воздушная масса (AM) – 1,5;
температура – 25°C.

Как самостоятельно рассчитать мощность солнечных батарей?

Мощность солнечных батарей должна выбираться таким образом, чтобы потребляемая мощность нашими электроприборами, была восполнена обратно. Иными словами – сколько взяли, столько и нужно отдать + потери на преобразование, а также собственное потребления инвертора с контроллером заряда.

В связи с тем, что солнечный свет в течение дня поступает непостоянно и с разной интенсивностью, нельзя знать сколько выработает та или иная панель сегодня, но исходя их статистических данных это можно предположить достаточно точно.

Например, для средней полосы России в летнее время хорошим показателем считается если каждый 1 Ватт солнечной батареи выработал 6Вт*ч за световой день, но если рассматривать пасмурный, дождливый день этот показатель может быть в несколько раз меньше, поэтому при расчетах учтем этот факт и вместо 6Вт*ч, подставим 3Вт*ч.

Итак, наше потребление в Ватт-часах, с учетом КПД составило 32,5Ач * 12В = 390Вт*ч, разделим на 3Вт*ч и получим мощность солнечной батареи 130Вт, если у Вас получается не целое число – округляйте вверх.

Зимой и в весенне - осенний период запас по мощности требуется делать значительно больше, поскольку световой день короче - солнце находится над горизонтом меньше времени.

Шаг 4: Выбор контроллера заряда для солнечных батарей

Контроллер представляет собой устройство, которое помещается между солнечной панелью и аккумулятором. Он регулирует напряжение и ток, приходящий от солнечных панелей для поддержания надлежащего качества зарядки аккумуляторных батарей.

Чаще всего используют 12-вольтовые аккумуляторы, однако солнечные панели могут вырабатывать гораздо большее напряжение, чем требуется для зарядки аккумуляторов. Контроллер заряда фактически преобразует лишнее напряжение в ток, тем самым уменьшая время, необходимое для полной зарядки аккумуляторных батарей. Это позволяет солнечным батареям быть достаточно эффективными в любой момент дня.

Типы контроллеров заряда:

Вкл./Выкл. (ON/OFF);
ШИМ — широтно - импульсная модуляция (PWM — pulse-width modulation);
ТММ — слежение за точкой максимальной мощности (MPPT — Maximum power point tracker).

Рекомендуем Вам отказаться от контроллера заряда Вкл./Выкл. (ON/OFF), так как это наименее эффективный контроллер. ТММ (MPPT) контроллеры имеют самую высокую эффективность, но цена на них выше. Таким образом, мы рекомендуем Вам использовать либо ШИМ (PWM), либо ТММ (MPPT) контроллеры, в зависимости от того, какими финансами вы оперируете.

Так как наша система рассчитана на 12В, контроллер заряда также должен поддерживать 12В;
Контроллер заряда выбирается по мощности солнечных батарей, для каждого контроллера в паспорте указывается максимальная мощность, которую к нему можно подключить. Для данной системы 12В на 130Вт прекрасно подойдет контроллер на 10А;
Если Вы хотите получать максимум энергии - выбирайте MPPT контроллер заряда, а если Вы хотите снизить стоимость системы, выбирайте ШИМ (PWM) контроллер заряда, но желательно проверенного производителя.

Шаг 5: Выбор инвертора

Солнечные батареи получают солнечные лучи и конвертируют их в электричество, они являются источниками постоянного тока (DC), также как аккумуляторная батарея, а нам для подключения розеток требуется переменный ток с напряжением 220В. Постоянный ток (DC) преобразуется в переменный ток (AC) через устройство под названием инвертор.

Виды волн переменного тока на выходе инвертора:

Прямоугольная волна – меандр;
Модифицированная синусоида;
Чистая синусоида.

Инвертор прямоугольной волны дешевле всех, но подходит не для всех приборов. Инвертор модифицированной синусоиды тоже не предназначен для обеспечения электричеством приборов с электромагнитными или ёмкостными компонентами, типа: микроволновых печей; холодильников; различных типов электродвигателей. Инверторы с модифицированной синусоидой работают с меньшей эффективностью, чем инверторы с чистой синусоидой.

Мощность инвертора должна быть равной или больше, чем мощность всех приборов нагрузки, включенных одновременно;
Если есть приборы с пусковыми токами (электродвигатели), нельзя чтобы она превышала максимальную мощность инвертора с учетом других электропотребителей;
Предположим, что у нас будет: телевизор (50Вт) + вентилятор (50Вт) + настольная лампа (10Вт) = 110Вт;
Чтобы иметь запас по мощности, выбираем инвертор от 150Вт. Так как наша система 12В, мы должны выбрать инвертор постоянного тока 12В в 220В/50Гц переменного тока с чистой синусоидой.

Примечание: Такая техника как стиральная машина, холодильник, фен, пылесос и т.д. имеют начальную потребляемую мощность во много раз больше, чем их нормальная рабочая мощность. Как правило, это вызвано наличием электрических двигателей или конденсаторов в таких приборах. Это должно быть принято во внимание при выборе мощности преобразователя (инвертора).

Шаг 6: Монтаж солнечных модулей

После того как все рассчитано и куплены все комплектующие приходит время монтажа солнечной электростанции своими руками. Сначала выберите подходящее место на крыше, где нет никаких препятствий для солнечного света – никакой тени от деревьев и других построек.

Угол наклона солнечных батарей

Чтобы получить максимум от солнечной электростанции для дома или дачи, необходимо установить их в направлении, которое позволит захватить максимум солнечного света. Чем дольше панель будет находиться перпендикулярно солнцу, тем больше она выработает электроэнергии. Для средней полосы России оптимальный угол наклона 30° - 40° для лета и 70° - 80° для зимы.

С углом наклона разобрались, ориентация же панелей должна быть на юг, если нет такой возможности, то Юго-восток или юго-запад, но стоит понимать, что в таком случае выработки будет меньше. Существуют системы с изменяемым положением панелей (солнечный трекер), но его в этой статье рассматривать не будем в силу дороговизны реализации и наличием трущихся деталей.

Если у вас нет компаса, можете скачать приложение на свой смартфон и по нему определить, где у вас находится юг. Если нет возможности найти компас или установить приложение – запомните положение солнца в 12-00 часов – это и будет юг.

Стойку или крепеж для крыши солнечных батарей можно купить или смастерить своими руками хоть из дерева, хоть из металла. Главное, чтобы она была надежна, ведь панель имеет большую парусность, плюс нужно учесть расстояние между панелью и крышей – плотное прилегание недопустимо. Мы используем и рекомендуем Вам воспользоваться специальными крепежными элементами, именно для солнечных батарей.

На обратной стороне панели есть небольшая по размеру распаячная коробка, в ней находятся диоды Шоттки. Из распределительной коробки выводятся провода с уже установленными разъемами стандарта MC4. Всегда старайтесь использовать промаркированные провода, например красный и черный для подключения положительного и отрицательного разъемов. Если есть возможность подключить заземление, то используйте для этого желтый провод с зеленой полоской.

Шаг 7: Выбор последовательного или параллельного подключения

После расчета мощности аккумулятора и выбора солнечной панели вы должны подключить их. Во многих случаях довольно тяжело получить одной панелью или одним аккумулятором расчетные мощности, поэтому приходится объединять несколько панелей или объединять несколько аккумуляторов. Если у нас отдельно взятый аккумулятор или отдельно взятая панель соответствуют требованиям по напряжению, то соединяем их параллельно, через контроллер заряда, но бывают ситуации, когда нам понадобится последовательное соединение, например, для увеличения напряжения.

Шаг 8: Размещение оборудования

На этом моменте не будем долго задерживаться, тут нужно отталкиваться в от места установки. Главный момент - расположить оборудование недалеко друг от друга, чтобы использовать перемычки небольшой длины, для уменьшения потерь напряжения. Оборудование имеет активное или пассивное охлаждение и необходимо оставлять воздушный зазор согласно документации.

Шаг 9: Схема подключения солнечной электростанции

Сначала подсоединяем контроллер заряда. Обычно в нижней части контроллера заряда есть 3 пары контактов. Первый слева — подключение солнечной панели с отметками (+) и (-). Второй — выход для подключения аккумуляторов с отметками (+) и (-), и третий — выход для прямого подключения нагрузки постоянного тока, например, лампочки на 12В – инвертор туда подключать нельзя!

Нужно подсоединить контроллер заряда к аккумуляторам: черный (-) и красный (+). В этом случае контроллер сможет определить необходимое рабочее напряжение (12В, 24В или 48В), можно сразу настроить контролер заряда на нужный тип аккумулятора.

Примечание: Сначала подсоедините черный/отрицательный провод от батареи к отрицательному выводу контроллера, а затем подключите положительный провод. После подключения батареи к контроллеру вы увидите, как светится светодиод индикации уровня заряда.

Теперь нужно подключить панели к контроллеру. На тыльной стороне панели установлена распределительная коробка с 2 проводами (+) и (-) и коннекторами MC4, как правило, они небольшие по длине. Чтобы подсоединить панель к контроллеру заряда, необходимы провода со ответной частью разъемов MC4. После подключения солнечных панелей к контроллеру заряда загорится светодиодный индикатор, если солнечный свет присутствует.

Затем устанавливаем инвертор на место и подключаем его к АКБ. В подключении инвертора, тоже ничего сложно нет, главное соблюдать полярность подключения.

Безопасность

Важно отметить, что мы имеем дело с постоянным током. Так положительный контакт панели (+) должен быть подключен к положительному контакту контроллера заряда (+) и отрицательный контакт панели (-) должен быть подключен к отрицательному контакту контроллера заряда (-). Если вы перепутаете контакты произойдет неполадка, которая может привести к пожару. Рекомендуется использовать провода разного цвета, красный (+) и черный (-). Если у вас нет возможности использовать провода разного цвета, то можно обернуть красной и черной изолентой провода рядом с клеммами.

Последними должны подключаться: нагрузка постоянного тока и инвертор.

Дополнительная защита

Хотя контроллер заряда и инвертор имеют встроенные предохранители для защиты, вы можете поставить выключатели и предохранители в следующих местах для обеспечения защиты:

В разрыве между солнечной панелью и контроллером заряда;
В разрыве между контроллером заряда и аккумуляторами;
В разрыве между аккумуляторами и инвертором.

Измерение и регистрация данных

Если вы заинтересованы в том, чтобы знать, сколько энергии вырабатывается Вашей солнечной электростанцией, то стоит сделать выбор контроллера заряда, который способен регистрировать данные по выработке электроэнергии и другие показатели.

После подключения всего вышеописанного система готова к использованию.

Глубокие технические подробности компонентов мы сознательно затрагивать не стали. Дело в том, что принцип построения солнечных электростанций небольшой мощности, остается почти неизменным.

Читайте также: