Итак, Вы решили самостоятельно изготовить солнечную панель. С чего же начать? Во-первых, Вам нужно определиться, будет ли Ваша панель работать в паре с аккумулятором, или же она будет питать Ваше устройство напрямую. Рассмотрим варианты.
- 1. Работа солнечной панели с аккумулятором.
Здесь все просто. Мировые стандарты изготовления солнечных панелей предусматривают наличие 36 элементов в одной солнечной панели при работе с 12 В аккумулятором и 72 элементов при работе с 24 В аккумулятором. В последнем случае можно использовать 2 панели из 36 элементов, соединенных последовательно, а для работы с 48 вольтовой системой – или 2 панели из 72 элементов, или 4 панели из 36 элементов, также соединенных последовательно.
Как же выбрать элементы? Для этого нужно обратить внимание на суммарную емкость Ваших аккумуляторов Возьмем, к примеру, автомобильный аккумулятор, емкостью 60 ампер часов. Кислотные аккумуляторы (к ним относятся автомобильные АКБ и аккумуляторы типа AGM и GEL) могут заряжаться током, значение которого составляет не более 10-12% от номинальной емкости. Зарядка аккумулятока током большего значения нежелательна, т.к. из-за этого уменьшается т.н. глубина заряда и, соответственно, срок службы аккумулятора. Для нашего аккумулятора этот ток составляет 6-6,5 ампер.
Важно: если Вы используете аккумуляторы, соединенные параллельно, то их емкости при расчете суммируются, напрямер, если в Вашей системе 2 АКБ 60 А*ч по 12 В, соединенные параллельно, то суммарная емкость составляет 120 А*ч. Если же Вы используете 24 В систему и у Вас те же самые 2 АКБ по 60 А*ч соединены последовательно, то емкость остается та же – 60 А*ч).
Итак, мы получили зарядный ток 6,5 ампер. Теперь выбираем элементы. Тут нужно учесть, что максимальный рабочий ток для элемента (смотрим в описании характеристик элемента), указывается для мощности солнечного излучения в 1000 ватт на квадратный метр. На широте средней полосы России летом эта мощность составляет около 800 ватт/м2, плюс потери солнечного излучения в стекле, или ламинате (зависит от того, на какой основе Ваше изделие), поэтому наш ток 6,5 А умножаем на 1,25 и в таком виде уже сравниваем с максимальным рабочим током элемента. Для аккумулятора данной емкости подойдут элементы 156х156мм, или 6х6 дюймов. Также, подойдут любые другие элементы меньшей площади, но скорость заряда аккумулятора в этом случае также будет ниже, пропорционально уменьшению рабочего тока элемента.
Ни в коем случае не подключайте 12 В приборы напрямую к солнечной панели без подключенного аккумулятора. Это может привести к выходу устройства из строя из-за того, что напряжение холостого хода панели из 36 элементов составляет около 20 В!
- 2. Работа солнечной панели непосредственно с устройством.
Любое устройство, потребляющее электроэнергию, рассчитано на определенное напряжение, поэтому к выбору количества элементов в панели нужно подойти очень тщательно. Для примера рассмотрим выбор количества элементов для сборки зарядного устройства для мобильного телефона Apple i-Phone 4.
Известно,что подавляющее число ЗУ для мобильной электроники имеет на выходе напряжение около 5 В. Такое же выходное напряжение имеет стандартный порт USB, поэтому наша панель должна иметь такое же напряжение холостого хода. На ЗУ i-Phone написано: выходное напряжение 5 В, выходной ток 1А, следовательно нам нужно собрать панель с таким же напряжением, и током не менее 1А. Чем больший ток способна будет давать наша панель, тем при долее низкой освещенности она будет устойчиво работать.
Напряжение каждого элемента колеблется в пределах 0,5-0,6В. Принимаем напряжение 0,55 В (середину). Делим 5В на 0,55 В и получаем 9. Именно столько элементов, соединенных последовательно, дадут нам такое же напряжение, как «родное» ЗУ. Выбираем элементы, чтобы их максимальный рабочий ток был не менее 1 А. В данном случае коэффициент 1,25 можно не применять, т.к. 1А это максимальный ток ЗУ, а реально i-Phone при зарядке берет не более 0,7 А. Для нашей цели подойдут элементы 156х26 мм, или большей площади. На выходе панели припаиваем USB разъем (а лучше стабилизатор с USB разъемом) и получаем энергонезависимое зарядное устройство практически неограниченного срока действия.
К слову, количество соединительной шины рассчитывается следующим образом: Измеряем длину дорожки на лицевой стороне элемента, умножаем на количество дорожек на элементе, умножаем на количество элементов в панели и полученный результат умножаем на 2. Берем запас в 5-10% на всякий случай.
По такому же принципу рассчитывается панель для любых других устройств (радиоприемники, ноутбуки, насосы для фонтанов и бассейнов и т.д. и т.п.)
Вот, собственно, и все премудрости.
При размещении данной статьи на других ресурсах, ссылка на www.mobilesolar.ru обязательна.