Сонячна електростанція власноруч — це реально? Цілком!

Деякий час тому я у себе в інстаграмі викладав анонс будівництва сонячної електростанції. Так от, вона вже не просто змонтована, а й три тижні виробляє електроенергію, і ось у мене нарешті дійшли руки описати процес будівництва.

Як завжди, нагадую: щоб постійно бути в курсі нових тем у блозі, рекомендую підписатися на мій інстаграм, де я публікуватиму сповіщення про всі нові теми й, можливо, писатиму просто про щось цікаве — посилання на акаунт

Як і у випадку з обприскувачем, стаття пишеться вже після завершення робіт і спочатку не планувалася, але деякі матеріали для неї є, а головне — є практичні знання й досвід, здобуті в процесі, тож думаю, що має сенс ними поділитися.

Отже, з огляду на поточні події виникла ідея отримувати електроенергію незалежно від електромереж, стовпів ліній електропередач, що падають, тощо. До того ж у товариша газовий двоконтурний котел із насосом, який без електрики не хоче працювати, а ще холодильник із продуктами — загалом типовий приватний будинок. Думаю, багато людей живуть у подібних умовах.

Одразу скажу: цей варіант станції розрахований саме на автономне електропостачання, і про економію чи окупність не йдеться, адже її встановлюють не на «півднях», тож виробіток не такий, як міг би бути, якби ми жили десь у Єгипті.

Спочатку обговорили завдання, і первинне ТЗ мало приблизно такий вигляд:
1. Потужність панелей — 1кВт
2. Ємність батареї — 1кВт·год
3. Потужність інвертора — 1-1.5кВА.

Приблизно така станція працює в мого однокласника, тож певною мірою ми вже мали реальний приклад експлуатації. Але, до речі, однокласник майструє потужнішу станцію — з потужнішим інвертором і батареєю більшої ємності на базі елементів LTO.

Отже, спочатку про будинок, а точніше — про його дах. Це дуже важливо, і цей нюанс може звести нанівець усю ідею.
Дах двосхилий, причому схил із сонячного боку пологіший, тобто дах несиметричний. Для роботи це зручніше, але збільшує вартість монтажу — поясню пізніше.
Кут нахилу даху — 22 градуси.

Як варіант, панелі можна встановити на землі, тобто на кронштейнах, закріплених у землі, або на даху господарських приміщень. Але перший варіант відпав, бо ділянка й так невелика, а другий — бо дахи там повернуті не в той бік, а розвертати будівлю — це вже трохи... складно.


Насправді будинок дивиться не на південь, а приблизно на південь-південний захід. На фото час 13:30, приблизно полудень, будинок просто переді мною, тінь від стійки спрямована трохи лівіше. На око азимут приблизно 20 градусів, хоча в цьому випадку це не надто критично, і, як сказав товариш, який консультував, так навіть краще, ніж якби будинок дивився на південь-південний схід.


Під час вибору панелей, варіантів установлення, інвертора тощо вирішили встановити не 1000-1200Вт панелей, а 1600Вт, оскільки знайшли на місці панелі по 405Вт, а їх якраз зручно встановити 4 шт. Крім того, вони відносно недорогі, а додавання ще однієї панелі не надто збільшило кошторис.

Вводимо наші дані в калькулятор, де потрібно вибрати місце на карті, потужність і кількість панелей, кут нахилу відносно горизонту та азимут відносно півдня.
Кут 45 градусів обрали як компромісний, щоб підвищити продуктивність узимку, але не надто втратити влітку. У фірмі, де ми купували панелі, нам запропонували встановити їх без додаткового нахилу, тобто використати лише нахил даху в 22 градуси. Але розрахунок показав, що тоді ми сильно програємо взимку, а нам якраз потрібно було отримати більше саме в зимовий час; улітку й так виходив надлишок.


Зрештою, згідно з розрахунками, отримуємо таку продуктивність: найгірший, звісно, грудень — близько 50-52кВт·год на місяць. Збільшення кута до 60 градусів дає максимум до 56кВт·год, а за кута 22 градуси маємо розрахункові 39кВт·год.
Крім того, є надія, що взимку панелі менше заноситиме снігом, ніж якби вони лежали на площині даху.


Перш ніж рухатися далі, коротко поясню відмінності між станціями: умовно їх можна поділити на кілька варіантів виконання.
1. З батареєю і без
2. З віддаванням енергії в мережу та автономні.

Віддавати енергію в мережу спочатку не планували: обладнання дорожче, виникають складнощі із заміною лічильника — загалом жодного сенсу.
А от батарею хотіли, бо в такому разі будинок уночі живитиметься від неї, до того ж буде хоч якась автономність навіть без панелей.
Власне, кілька днів станція так і працювала — як великий ДБЖ.

Але в будь-якому разі, крім самих панелей, знадобиться інвертор, який перетворюватиме постійний струм від панелей на змінний для живлення електроприладів. Звісно, можна піти шляхом зміни електропроводки й споживачів так, щоб вони могли живитися низькою напругою, але можу сказати, що виграш мізерний, а складнощів і проблем багато, адже, заощадивши на перетворенні, ви програєте на:
1. збільшенні перерізу проводки або втратах у ній.
2. монтажу другої мережі, низьковольтної
3. перероблення електроприладів для роботи з низькою напругою
4. зменшенні гнучкості системи, адже, наприклад, телевізор або холодильник переробити набагато складніше.

Спочатку хотіли взяти інвертор logicpower, але виявилося, що їх зняли з виробництва, та й хотілося вже більшої потужності. Зрештою взяли відносно бюджетний Axioma на 3000ВА.
І тут ще одне відступлення: інвертори бувають різні — PWM і MPPT. Другий варіант кращий, адже дає змогу ефективніше використовувати потужність панелей, але й коштує трохи дорожче.
Інвертор купували у Львові, він обійшовся у 14200грн, причому замовлення оформили дуже швидко. Вибрали модель, знайшли через хотлайн нормальну ціну, зателефонував, обговорив, замовив — і вже наступного дня ми забрали його з пошти.
У комплекті, крім інвертора, були тримачі для кабелів, запобіжник на 200А (потрібна річ), диск із ПЗ, а також кабелі для підключення до комп’ютера. Причому кабель RS232 під’єднується за допомогою роз’єму RJ45.


Дизайн загалом звичний: коробка, яку вішають на стіну, спереду — дисплей і кнопки керування.


1. Ліворуч — роз’єми для підключення до комп’ютера
2. Праворуч — вимикач живлення, щоправда, працює він трохи дивно, бо вимикає не все. Тут же розташована гарантійна пломба.
3. Зверху — отвори для підвішування на стіну та пара пломб, що закривають порожні отвори :)
4. Дисплей і кнопки. Керування досить зручне, індикація зрозуміла, але на практиці рекомендую керувати з ПК.


На жаль, гарантійна пломба завадила мені розібрати інвертор, щоб подивитися й показати, що всередині. Інвертор не мій, а зі своїм я, мабуть, забив би на гарантію. Крізь отвори трохи видно елементну базу; на вигляд (з того, що вдалося побачити) — нормальний середній клас.


А ось тут показано помилку, якої ми припустилися, бо не знали особливостей роботи інверторів для сонячних станцій.
Інвертор може заряджати акумулятор струмом до 40А від панелей або до 25А від мережі, або до 60А під час одночасного заряджання від мережі й панелей — усе це налаштовується.
Але ця модель інвертора не може використовувати з панелей понад 1000Вт, незалежно від того, куди йде енергія: на заряджання чи живлення навантаження.
Для весни/осені/зими в цьому випадку це не критично, але влітку використати всю енергію панелей не вдасться.
Є версія цього інвертора з позначенням «плюс», вона може використовувати до 1500Вт від панелей, але в продажу ми її не знайшли.

Водночас інвертор може видавати до 3000ВА, але в такому режимі навіть удень братиме 1000Вт із панелей, а решту — з акумуляторів.

Думаю, це все тому, що інвертор належить до бюджетного класу, тож доводиться чимось жертвувати.


Знизу — купа клем для підключення мережі (входу й виходу), акумулятора та панелей. До більшості клем у мене запитань немає, але клеми для підключення акумулятора видаються трохи слабкими для максимального заявленого струму в 140А.
Водночас можу сказати, що дроти затискаються досить міцно, але з огляду на конструкцію рекомендую використовувати викрутку з ізольованим стрижнем.


Поки чекали на решту компонентів, сходили до магазину й купили кабель для електропроводки, короб, а також дуже важливу річ — перемикач нуля та фази.


Такий перемикач схожий на звичайний двополюсний автоматичний вимикач, але, на відміну від нього, має три положення й шість контактів замість чотирьох, а вузла вимкнення в разі перевантаження не має.


Він потрібен для примусового обходу інвертора, тобто щоб у разі виходу інвертора з ладу або під час профілактики можна було підключити навантаження в обхід нього.


У спрощеному варіанті (у повному комутуються і фаза, і нуль) це має такий вигляд:
Через автомат С25 живиться інвертор, тож за потреби його можна повністю вимкнути.
Через автомат С16 подається обхідне живлення на випадок будь-яких робіт з інвертором.
Перемикач 32А дає змогу підключити навантаження або до виходу інвертора, або до обхідної лінії, а можна й повністю від’єднати від усього (середнє положення).

Загалом можна було поставити автомат С16 після перемикача, але вже не пам’ятаю, чому я цього не зробив — була якась причина, пов’язана з безпекою.


Тепер перейдемо до акумуляторів.
І одразу поясню про типи акумуляторів, які використовують у подібних системах.
1. Свинцево-кислотні — класика, але нудна й безглузда, адже вони від початку не дуже розраховані на такі режими роботи, а ті, що розраховані, коштують уже зовсім інших грошей.
2. LiFePO4 — компромісне рішення, термін служби до 5000–7000 циклів, здатність витримувати великі струми заряджання й розряджання.
3. LTO, або літій-титанат, — рішення для тих, у кого є вільні гроші й хто хоче, щоб усе працювало довго. Безліч переваг, але є й недолік — ціна.
4. «Звичайні» літій-іонні — непогано, ефективно, але потребують складнішого контролю заряджання, бо менш безпечні, ніж перелічені раніше.

Ми обрали варіант з акумуляторами LiFePO4 як надійніший та ефективніший за свинцево-кислотні й дешевший за літій-титанат.

Насправді їх замовили раніше за інвертор, але вони їхали помітно довше, тому й отримали їх пізніше.
Замовляв у фірмі, з якою співпрацюю. Спочатку хотів купити нові, щоб зібрати батарею 50 А·год 24 В, але мені запропонували альтернативний варіант — уживані акумулятори ємністю 170 А·год. Як я зрозумів, спочатку вони стояли в ДБЖ і мали ємність 180 А·год, залишкова ємність — близько 170 А·год.

Повна вага такої батареї — близько 45 кг, розміри загалом компактні, хоча є й компактніші альтернативи, наприклад інші LiFePO4 або літій-іонні акумулятори, які мають краще співвідношення ваги, габаритів і ємності.


Акумулятори мали різний рівень заряду: деякі явно були ближче до 100%, інші — радше близько 30%. Імпеданс більш-менш однаковий, хоча в пари є помітна різниця.


Ємність усіх акумуляторів виміряли, і перед замовленням мене запитали, відбирати за максимальною ємністю чи за найбільшою схожістю. Оскільки всі вони будуть з’єднані послідовно, я обрав другий варіант.
Отже, маємо найменшу ємність 169,92, а найбільшу — 173 А·год. За відсутності активного балансира ємність батареї дорівнюватиме ємності найслабшого акумулятора — спрощено, близько 170 А·год.
З урахуванням напруги LiFePO4 3.2 В ємність батареї становитиме 3.2х170х8=4352 Вт·год, або 4.35 кВт·год.

Фактично доступна ємність буде меншою, оскільки я встановив щадні параметри і для заряджання, і для розряджання та орієнтуюся на ємність близько 4 кВт·год. Це все одно в 4 рази більше, ніж ми хотіли реалізувати спочатку.
Вартість такої батареї — близько 19000 грн. Мені по старій дружбі зробили знижку, тому й обрали саме цей варіант.


Але перед складанням батареї її треба збалансувати, тобто вирівняти заряд усіх комірок. Для цього всі елементи з’єднують паралельно. Зверніть увагу, що дроти під’єднані по діагоналі: це збільшує швидкість заряджання й забезпечує рівномірність.

УВАГА, НА ЦЬОМУ ЕТАПІ ПОТРІБНА НАДЗВИЧАЙНА ОБЕРЕЖНІСТЬ: У РАЗІ КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ ДРІТ 2.5 ММ ПРОСТО ЗГОРЯЄ, МОЖНА ДІСТАТИ ОПІКИ!
Коли розбирав, закоротив один елемент. Дріт не встиг згоріти, але відчуття були не з приємних, до того ж довелося знову балансувати.

Загалом з’єднав, під’єднав до блока живлення зі струмом до 24 А й поставив на заряджання.


Спочатку, щоб пришвидшити процес, виставив напругу завершення заряджання 3.7 вольта. Приблизно через добу струм заряджання впав майже до нуля. Знизив напругу до 3.65 вольта — струм став нульовим. До речі, напруга падає дуже повільно, що для LiFePO4 навіть незвично.
Після цього вимкнув заряджання, зачекав кілька годин і знову подав струм. Спочатку він піднявся до 10–15 А, але швидко впав до 100 мА.

Повний цикл балансування тривав понад добу, але оскільки ми все одно чекали на панелі, це нам ніяк не заважало. Після завершення балансування й складання батареї я помітив, що на двох комірках через деякий час напруга все одно нижча, ніж на решті. Спроба поставити їх на заряджання показала, що вона одразу піднімається до тих самих значень, що й на інших, а отже, це просто особливість цих комірок.


Поки поралися з батареєю, приїхали спеціальні монтажні профілі завдовжки 4200 мм, замовили 4 шт.


Також одразу замовили різне кріплення й обрізки профілю, оскільки панелі збиралися монтувати на окрему конструкцію. Крім того, точок кріплення зробили не по 4, а по 8 шт. на панель, щоб конструкція була стійкішою до вітру. Окрема подяка Марині, яка працює в цій фірмі й узгоджувала всі маніпуляції як із панелями, так і з кріпленням.

З кріплення відзначу спеціальні шпильки для прикручування до балок даху й вирівнювання всієї конструкції в одну площину. Шпильки мають гумовий ущільнювач, виготовлені з нержавійки, а кінець шурупа явно загартований, найімовірніше індукційним способом. Загалом вони однозначно варті своїх грошей. Бачили щось подібне в магазині метизів, але лише подібне: якість зовсім інша, та й гумки немає.


Для фіксації панелей до профілю використовують спеціальні закладні, які, крім складної форми, мають вбудовану підпружинену кульку, що полегшує встановлення.


Поки чекали на панелі, вирішили переробити проводку й установити інвертор з батареєю. Також на цьому етапі вивели кабелі на дах. Кабелі всередині будинку прокладені в коробі, на дах вивели в армованому шлангу, а вихід додатково залили герметиком.

Батарею підключено гібридним кабелем: до кожної клеми йде ШВВП 3х4мм.кв + 6мм.кв для сонячних панелей. Перший залишився після підключення до мережі, другий спеціально взяли із запасом.
Вхід інвертора підключений до мережі кабелем 3х4мм.кв, вихід — кабелем 2х2.5мм.кв, оскільки земля і так спільна й береться з того самого щита, а перерізу 2.5мм.кв достатньо для заявлених 3000ВА.

Також на батареї встановлено запобіжник, який ішов у комплекті з інвертором. Я закріпив його на окремій парі клем, щоб зняти з нього механічне навантаження, яке могло б виникнути, якби підключити до нього вихідні кабелі.

Інвертор розміщений на другому поверсі будинку, щоб поліпшити тепловий режим роботи батареї. І тут виявився ще один прорахунок: для батареї це, звісно, чудово, але інвертор дуже шумить, причому вентилятор вмикається не за температурою, а при досягненні порогового значення потужності.


Варіантів складання батареї було кілька, але нам треба було розмістити клеми ближче до переднього лівого краю. Оптимальним виявився другий варіант, до того ж так вони розташовувалися компактніше.

Вище я писав, що акумулятори мають розкид параметрів. Так от, рекомендую в збірці ставити поруч комірки з найбільшим розкидом. Тобто, наприклад, якщо є чотири комірки на 170, 171, 172 і 173Ач, то краще розташувати їх так: 170, 173, 171, 172Ач. Запитаєте, чому? Пояснення криється в балансирі, якому краще вирівнювати різницю між сусідніми елементами, а не перекачувати енергію через усю батарею від найслабшого до найємнішого.


Для підключення проводів використовували клеми під проводи 6 і 10мм.кв, але оскільки обтискних кліщів не було, довелося просто залити їх припоєм.
Із з'єднувальними клемами для акумуляторів вийшло трохи складніше: комплектні мені не сподобалися, зате в товариша знайшлася шина 1000х20х2мм з анодованого алюмінію.
Нарізали смужки, насвердлили отвори, заодно зробивши по парі отворів із різьбою для підключення балансирів.

Усе було б добре, але анодування не проводить струм, тож довелося все це шліфувати. Зате отримали акуратні шини з перерізом 40мм.кв


До речі, про кабель. У тій самій фірмі, де брали панелі й кріплення, купили й кабель, заявлений як спеціальний, виробництва Німеччини. Кабель сподобався, хоча виміряти його реальний опір я забув, а поки що зробити це не вийде. Подвійна ізоляція, жорсткий, багатожильний, жили луджені — загалом сподобався. Перед замовленням почитав даташит, кабель справді для зовнішніх робіт, та й ціна виходить не вища, ніж у звичайного кабелю.



Після підключення інвертора й батареї запустили систему без панелей, тобто вона працювала як джерело безперебійного живлення.
Меню програми. Перепрошую, що не у вигляді скриншотів: фотографував просто для себе.


У такому режимі станція допоможе хіба що від подібних «льотчиків», які врізаються в стовпи й знеструмлюють навколишні будинки. На фото якраз реальний приклад, коли ця станція стала в пригоді: товариш, можливо, навіть не відразу зрозумів, що на вулиці немає електрики.


Через деякий час приїхали панелі, чотири штуки, вийшло приблизно по 166 доларів за 1шт. Місцеву фірму обрали не просто так, адже ми одразу вирішили дві проблеми:
1. Гарантія на місці
2. Безкоштовна доставка додому.

Єдине — довелося трохи почекати, поки набереться замовлення і до нього додадуть наші чотири панельки.


На них є даташит, але загалом усю необхідну інформацію можна знайти на шильдику.
Спочатку нам дали даташит на трохи іншу модель тієї самої потужності, але розміром близько 2000х1000мм. Пізніше написали, що буде інша модель, розміром ближче до 1750х1100мм, що трохи зручніше.

Підбираючи комплект панелі+інвертор, треба враховувати вихідну напругу панелей і вхідну напругу інвертора.
Для нашого інвертора робоча напруга становить 30-80 вольт, а напруга холостого ходу — до 100 вольт.
У перших запропонованих панелей робоча напруга становила 40,55 вольта, а напруга холостого ходу — 48,5 вольта.
Відповідно, з цим інвертором ці панелі можна підключати лише паралельно, оскільки паралельне послідовне з'єднання дасть робочу напругу 81 вольт.

Другий варіант панелей має робочу напругу 34.64 вольта, а напругу холостого ходу — 41.6 вольта, тому панелі можна з'єднати послідовно попарно, що дасть робочу напругу близько 70 вольт і напругу холостого ходу 83 вольта.
Це майже вдвічі зменшує струм у проводах, а отже, втрати потужності на них знизяться в 4 рази! За моїми підрахунками, у першому варіанті втрати становили близько 55 Вт, а за схемою 2S2P — лише 11 Вт.

Також було питання, що краще — полікристал чи монокристал. Як я зрозумів, перший кращий і довговічніший, але дорожчий, та й купити його складніше. Зрештою ми вибрали другий варіант.


Скріншот із даташита до першого варіанта панелей, який нам помилково запропонували


А це — до другого варіанта, який ми й установлювали.
Зверну увагу на плутанину в обох даташитах: у першому вказана довжина кабелів 270 і 100 мм, у другому — по 350 мм. Насправді проводи були такої довжини, що панелі можна було з'єднати послідовно без подовження проводів.


Усе це господарство планували кріпити до балок — спочатку до трьох. Але коли все виміряли й накреслили, з'ясувалося, що кріпити доведеться в чотирьох місцях, а отже, ставити по чотири кронштейни на пару панелей. Але так навіть краще.
Креслення робили в масштабі, і це нам потім дуже допомогло.


Як я писав, ми хотіли встановити панелі під кутом 45 градусів. Нахил даху — 22 градуси, отже, треба виготовити кронштейни з кутом 33 градуси. На геометрії я знаюся погано, тому просто запустив Sprint Layout і накреслив те, що мені потрібно, з потрібними кутами, а потім просто виміряв розміри кронштейна :)
Крім того, між центральними кронштейнами планували встановити хрестовину для збільшення жорсткості конструкції. Її виготовили, але під час монтажу «щось пішло не так», і тепер її треба переробити. Насправді я від самого початку планував установлювати її на місці, а людина, яка допомагала виготовляти кронштейни, зробила її монолітною. Певною мірою це добре, навіть чудово, але в цьому випадку відстань між кронштейнами визначалася особливостями даху, тому трохи не збіглася із заданою.


Кронштейни приїхали останніми, і щойно ми їх отримали, одразу взялися свердлити й готувати. Хотіли впоратися за один день, але навіть двоє товаришів, які допомагали з підготовкою, хоч і пришвидшили процес, та не настільки, щоб ми встигли зробити все задумане.
У результаті за перший день (точніше, за пів дня) ми встигли підготувати кронштейни й установити першу пару. Навіть устигли вирівняти їх в одній площині, хоча потім усе одно довелося регулювати повторно.
Скажу чесно: ідея з кронштейнами хороша, але складна. До того ж це додаткові витрати. Можливо, ми перестрахувалися, і можна було обійтися якимись підпорами з профілю, не зварюючи всю цю конструкцію, але вже зробили як зробили.


У тому ж Sprint Layout змоделював, як світитиме сонце взимку, і відповідно розрахували відстань між рядами, щоб панелі не затіняли одна одну. Крім того, залишили місце для третього ряду панелей — на випадок модернізації системи.
Зазначу, що про всяк випадок залишили під панелями місце, щоб сніг міг сходити й не утворював заметів. Також сподіваємося, що кут у 45 градусів допоможе снігу менше накопичуватися на самих панелях.


Другого дня думали, що зараз як ух... і швидко все доробимо. Ага, зараз...
Зрештою ми все доробили, але не швидко, а вже пізно ввечері.
Найбільше проблем завдала установка кронштейнів. Лише тепер я розумію, що все можна було зробити не тільки швидше й зручніше, а й надійніше. Треба було регулювати не висоту кронштейнів відносно даху, а закріпити їх як зручніше, а рейки відносно кронштейнів регулювати за допомогою шпильок або довгих болтів. Тим паче, нам дали спеціальні пластини.

Із кронштейнами ми закінчили приблизно о 18:30.


Далі ми втрьох — я, товариш і сусід (окрема йому подяка за корисні поради та допомогу з кріпленням кронштейнів) — закинули панелі на дах, а потім удвох узялися їх монтувати.
Приблизно о 10-й вечора ми в чорновому варіанті завершили складання й навіть з'єднали проводи. В інструкції написано, що не можна комутувати проводи під навантаженням, але оскільки вже був вечір, струм був невеликий, і це навіть певною мірою полегшило нам завдання :)


Для підключення панелей використовували стандартні роз'єми — два комплекти (у кожному комплекті пара «тато-мама»). Між собою панелі з'єднували штатними кабелями й роз'ємами.
Проводи звели в комутаційні коробки, припаяли клеми під гвинт і скрутили болтом. Поставили дві коробки: одну для позитивного проводу, другу — для негативного, а самі коробки прикрутили до кронштейнів.


Кілька слів про з'єднання. Панелі підключені за схемою 2S2P, але ми залишили можливість переробити її на 2S3P. На схемі показано і варіант монтажу, і схему з'єднання (праворуч угорі). Угорі — варіант підключення ще двох панелей.

Щодо модернізації: щоб усе працювало ефективно, додаткові панелі мають бути або точно такими самими, або мати таку саму вихідну напругу. Зазвичай вона визначається схемою з’єднання комірок у самій панелі. Наприклад, у перших панелей, які ми планували встановити, схема була 6х12+6х12, а в других — 5х12+5х12, і вихідна напруга в них була нижчою.


Уже наступного дня залізли нагору й «причесали» всю конструкцію. Про всяк випадок не стали використовувати пластикові стяжки й закріпили дроти мідним дротом.


Ну а ось майже завершений вигляд. «Майже», бо ще залишилося встановити хрестовину й загерметизувати один зайвий отвір у даху... До речі, наявність гумових ущільнювачів на шпильках не скасовує потреби використовувати герметик — якщо, звісно, ви хочете, щоб на горищі й надалі було сухо.


А тепер можна подивитися, що ж у результаті вийшло.
Для початку — загальне вікно програми. Час 10:30, але панелі вже віддають понад 500Вт потужності.


Цікаво, що після підключення панелей унизу вікна з’явилася інформація про другий CPU, якої не було, поки станція працювала як ДБЖ.


Меню налаштувань: тут можна задати режими роботи, пороги напруги, струм заряджання в різних режимах тощо.
Оскільки станція фактично трохи недовантажена, то до середини дня виникала ситуація, коли акумулятор повністю заряджений, навантаження невелике, а сонце світить і напруга з панелей піднімалася майже до 80 вольт. Щоб виправити це, вирішив розтягнути процес заряджання, обмеживши струм на рівні 20А.
Порогові напруги заряджання/розряджання —
Завершення заряджання — 28.8В (3.6В на комірку)
Буферний режим, вмикається після завершення повного заряджання — 27.6В (3.45 на комірку)
Перерозряджання — 22.4В (2.8В на комірку)

Режим роботи SBU — Сонце, Акумулятор, Мережа, тобто поки є сонце, живимо навантаження від нього, коли сонця немає — переходимо на акумулятор, а якщо акумулятор розрядився — на мережу. Згодом заодно змінив режим роботи з мережею на UPS. Тоді поріг низької напруги мережі (перехід на акумулятор) становитиме 175 вольт, а у звичайному режимі — близько 100 вольт, що критично для холодильника.


Поки спостерігав, бачив значення потужності, яку віддавали панелі, — 831Вт. Але зауважу: це не обмеження панелей, просто сума потужності заряджання й споживання навантаження була невеликою, тож решта потужності просто не використовувалася. Але, як я писав, сам інвертор не може використовувати від панелей понад 1000Вт.


Трохи графіків, збережених за 10 днів.

Потужність на вході від панелей: пікова — 943Вт. Тут ми вже маємо значення, близьке до максимальної вхідної потужності інвертора, але навіть у цьому випадку обмеженням було навантаження, а не потужність панелей — вони можуть віддати більше.


Напруга від панелей: зареєстрований максимум — 80.8 вольта, що якраз свідчить про недовантаження панелей і наявність запасу, який і вироблятиметься восени та навесні.


Потужність навантаження. Тут також видно, чому панелі недовантажені: є лише короткі піки великої потужності, а решту часу вона коливається близько 250-300Вт. Разом із приблизно 550Вт (заряджання акумулятора) це дає сумарну потужність 800-850Вт.
На графік вивів повну й активну потужність.


Напруга акумулятора, мінімальне зареєстроване значення — 25.93 вольта.
До речі, плату захисту не встановлювали, хоча спочатку збиралися. Річ у тім, що без акумулятора інвертор не працює, і якщо плата захисту від’єднає акумулятор через перезаряджання або надмірне розряджання, запустити систему буде складно, адже інвертор про це нічого не знає.
Ми вирішили обмежитися запобіжником на акумуляторі, налаштуваннями інвертора та встановленням двох балансирів — «грубого» на 10А і «точного» на 1.2А. Їх уже замовили, і поки що вони в дорозі.


На цьому можна було б і закінчити, але хочу сказати, що мені дуже подобається лазити по дахах. Напевно, десь глибоко в душі я кіт :)


Ну і пара фото неподалік від цього місця. Якщо не знати, де це, то навіть не віриться, що тут можуть бути такі хащі, але, на мій погляд, по-своєму красиво й незвично :)



Ну і наш головний помічник — стежив, щоб коти не крали гайки й болти :)


Ось тепер усе. А заразом відповім на можливі запитання:
1. Який строк окупності?
Жодного. Така станція в цьому варіанті себе не окупить, принаймні якщо тарифи не почнуть сильно підвищувати.
2. Скільки це все коштувало?
Близько 1900 доларів без урахування балансирів. Спочатку планували вкластися в 1000-1200, але зрештою апетити зросли, тож хоч і в півтора раза дорожче, зате:
Вихідна потужність інвертора не 1500, а 3000ВА
Потужність панелей не 1000-1200Вт, а 1620 (заявлена)
Ємність акумулятора не 1кВтч, а 4кВтч
Спочатку не врахували кронштейни.
Тому вважаю, що навіть з урахуванням наших помилок вийшло відносно непогано.
3. Яких помилок/недоробок припустилися?
Ну, іноді це були не помилки, а радше брак інформації. В одному випадку навіть даташит не допоміг, і все ж зараз я зробив би трохи інакше, наприклад:
Вибрав би інший інвертор, хоча б такий самий, але серії «плюс». На жаль, у продажу їх немає.
Змінив би конструкцію кріплення панелей і механізму їх регулювання.
Додав би модуль RS232-WiFi, хоча це ще буде, але пізніше.
Пошукав би інше місце для встановлення інвертора: удень ця зараза шумить, як літак під час зльоту. У нього два вентилятори: один у зарядному пристрої, другий в інверторі, і вдень шумлять обидва...
4. А навіщо додавати ще панелі?
Узимку виробіток сильно падає, і енергії ледь вистачить тільки на холодильник і котел (якщо електроенергії з мережі взагалі не буде). Додавання панелей дасть змогу користуватися ще й освітленням.
5. Скільки електроенергії станція виробляє за добу?
Тут правильніше запитати, скільки вона може виробити, адже зараз вона виробляє рівно стільки, скільки споживає ом, плюс втрати на ККД інвертора й заряджання акумулятора, а це близько 3.5-4кВтч. Підключено все освітлення в будинку, телевізори, комп’ютери, холодильник і котел.
6. А можна?
Звісно, можна. Як казав один відомий актор у не менш відомому фільмі:
А що ви можете зробити за гроші?
За гроші? Я можу зробити... усе :)

На цьому, здається, все. Буду радий запитанням, порадам, особистому досвіду побудови аналогічних систем і практиці використання акумуляторів.