Wentylator słoneczny

Najłatwiejszym sposobem na ochłodzenie domu jest oczywiście klimatyzacja. Nie jest jednak tani. Dużo taniej jest zastosować niedrogi system wentylacji, co z kolei zapobiega przegrzaniu powietrza w pomieszczeniu i wzrostowi wilgotności. System wentylacyjny musi być zainstalowany w taki sposób, aby usuwać powietrze z poddasza. Dlaczego ze strychu? Ponieważ jest źródłem wszystkich problemów.

Wszystko zaczyna się wcześnie rano, gdy tylko słońce zaczyna świecić na dachu. Nie wiem, czy wiesz, czy nie, ale dachówki dość skutecznie pochłaniają promieniowanie słoneczne. Dachy pokryte bitumem są szczególnie dobre w przyciąganiu i zatrzymywaniu ciepła słonecznego.

Ciepło z dachu jest następnie przekazywane do powietrza wypełniającego strych. W miarę upływu dnia coraz więcej ciepła dostaje się do przestrzeni powietrznej na poddaszu. Teraz na poddaszu do akcji wkracza inny mechanizm – wiadomo, że ciepłe powietrze unosi się, a zimne opada. Ponieważ powietrze na poddaszu nie miesza się, w domu powstaje rozkład temperatury, pokazany na ryc. 1. Warstwowy rozkład temperatury powoduje akumulację ciepła. Mamy ogromny zapas ciepła, które trzeba wykorzystać.

W wielu domach robi się zbyt gorąco z powodu wnikania ciepła ze strychu. Po włączeniu klimatyzatora próbujesz usunąć ciepło z pomieszczeń mieszkalnych, aby zapewnić bardziej komfortowe warunki. Jednak w tym samym czasie strych nadal ogrzewa dom. Taka konfrontacja jest kosztowna i nie prowadzi do pożądanych rezultatów.

Jedynym sposobem na powstrzymanie napływu ciepła z poddasza do przestrzeni mieszkalnej jest odizolowanie domu od strychu. Izolacja termiczna wełną szklaną jest bardzo skuteczna. Warstwa wełny szklanej o grubości nie większej niż 15 cm, pokrywająca sufit, znacząco wpływa na ilość przenikania ciepła w dół.

Jednak żadna ilość izolacji nie jest w stanie całkowicie odizolować dolnych pomieszczeń od przenikania ciepła z poddasza. Ciepło przenika do pomieszczeń mieszkalnych poprzez przenoszenie ciepła i promieniowanie.

Aby to zilustrować, rozważmy następujący przykład. Załóżmy, że strych Twojego domu ma wymiary 9X 12 m (powierzchnia 108 m2). Jeśli temperatura na poddaszu wynosi średnio 55°C, a chcesz, aby temperatura w salonie nie przekraczała 27°C, to najlepszym, na co możesz liczyć, jest osiągnięcie transferu ciepła nie większego niż 2000 J/h. I tak jest w przypadku doskonałego systemu izolacji. Dla typowego domu z jednowarstwową izolacją stropową z wełny szklanej przenikanie ciepła wynosi około 4500 J/h.

Zostało eksperymentalnie ustalone, że aby zneutralizować 9000 J ciepła, klimatyzator musi przepompować 1 tonę powietrza. Tak więc, aby wyeliminować efekt ogrzewania poddasza, musimy za pomocą klimatyzatora dopompować dodatkowo 0,5 tony powietrza!

Mechanizmy chłodzące

Jednak rzeczywista ilość przenikającego ciepła zależy od różnicy temperatur między poddaszem a domem. Różnica temperatur 5°C odpowiada tysiącom dżuli. Dlatego im zimniej jest na poddaszu, tym słabiej pracuje klimatyzator.

Jak schłodzić strych? Wystarczy go przewietrzyć! Bardzo rzadko zdarzają się przypadki, gdy temperatura powietrza na zewnątrz jest wyższa niż temperatura powietrza na poddaszu, gdzie zazwyczaj jest gorąco, jak w piecu; Możesz schłodzić strych, zastępując gorące, stojące w nim powietrze chłodniejszym powietrzem z zewnątrz.

Można to stosunkowo łatwo zrobić, wycinając otwór wentylacyjny w dachu w pobliżu jego szczytu i instalując w nim wentylator wyciągowy. Wentylator wdmuchuje zimne powietrze przez wystający okap dachu i wyciąga ciepłe, nieświeże powietrze ze strychu przez otwór wentylacyjny.

Mieszanie gorącego i zimnego powietrza oraz niwelowanie różnic temperatur (rys. 2). Należy zauważyć, jak wpłynęło to na temperaturę na poddaszu. Teraz temperatura jest bardziej równomiernie rozłożona, a średnia temperatura spadła.

Pragnę zauważyć, że do wentylacji strychu nie jest wymagany bardzo duży wentylator. Cel zostanie osiągnięty, jeśli wymiana powietrza na poddaszu będzie przeprowadzana co około 3 minuty.

Główne elementy wentylatora

Wielkość wentylatora zależy od wielkości strychu. Strych o standardowych wymiarach (9x12 m2) ma kubaturę około 135 m3. Do wymiany tej ilości powietrza co 4 minuty wymagany jest wentylator, który będzie wypompowywał 34 m3/min.

Jeśli strych jest mniejszy, wymagany będzie mniejszy wentylator. Proporcja jest tutaj prosta: objętość poddasza wm3 dzieli się przez żądany czas wymiany powietrza (w minutach) i uzyskuje się wydajność wentylatora. Na przykład 135m3/4min~34m3/min. Wentylator napędzany jest małym silnikiem prądu stałego, który zwykle jest liniowy: im więcej mocy jest do niego dostarczane, tym szybciej się obraca.

Ta cyrkulacja powietrza wewnątrz strychu powoduje przepełnienie. Zmiana którejkolwiek z tych wartości spowoduje zmianę mocy. Na przykład silnik o napięciu 12 V przy prądzie 3A może obracać się z prędkością 6000 obr/min. Jeśli zmniejszymy energię elektryczną dostarczaną do silnika poprzez obniżenie napięcia do 6 V, to prędkość obrotowa zmniejszy się 2 razy i wyniesie 3000 obr/min.

Z drugiej strony, jeśli w tym samym silniku przy 12 V przy 3 A, obracając się z tą samą prędkością 6000 obr/min, zmniejszymy prąd 2 razy, utrzymując napięcie na tym samym poziomie (12 V przy 1,5 A), to uzyskaj ten sam wynik: prędkość silnika wyniesie 3000 obr./min. Biorąc pod uwagę zasadę działania przekształtników fotowoltaicznych, zrozumienie przyczyny zmiany prędkości obrotowej silnika wraz ze zmianą pobieranego prądu jest szczególnie ważne.

Objętość powietrza, którą będą destylować łopatki wentylatora, jest wprost proporcjonalna do prędkości obrotowej. Oznacza to, że przepływ powietrza można kontrolować, po prostu zmieniając prędkość silnika.

Niewątpliwie do zasilania wentylatora wyciągowego można zastosować konwertery fotoelektryczne. To jest preferowany wybór. Jednocześnie należy zauważyć, że w przypadku podłączenia źródła fotowoltaicznego do silnika elektrycznego wentylatora powstaje ciekawa zależność.

Fotowoltaiczne ogniwa słoneczne można zwykle uznać za źródła prądu. Przy słabym oświetleniu panel słoneczny generuje niewielki prąd, chociaż napięcie pozostaje normalne. W rezultacie wentylator (jeśli się obraca) obraca się powoli i dlatego pompuje tylko niewielką ilość powietrza.

Ta okoliczność po prostu spełnia zadanie wentylacji strychu. Rano dach praktycznie nie jest ogrzewany, a o tej porze dnia nie ma potrzeby wentylacji lub wystarczy niewielka wentylacja.

W ciągu dnia, wraz ze wzrostem nasłonecznienia, do silnika wentylatora dostarczane jest coraz więcej mocy z przekształtników fotowoltaicznych, a prędkość wentylatora wzrasta. Wraz ze wzrostem nasłonecznienia na strych dostaje się coraz więcej ciepła. Należy zauważyć, że wzrost prędkości wentylatora (wymiana powietrza) obserwuje się dokładnie wtedy, gdy jest to potrzebne.

Pod wieczór intensywność promieniowania słonecznego ponownie spada, dach pochłania mniej ciepła i zmniejsza się zapotrzebowanie na wentylację. Jest to zgodne ze zmianą mocy wyjściowej konwerterów fotowoltaicznych, które obracają wentylator z mniejszą prędkością.

W rezultacie opracowaliśmy samoregulujący system wentylacji poddasza, który utrzymuje temperaturę poddasza na względnie stałym poziomie. Zwykle sterowanie wentylatorem w zależności od ogrzewania poddasza odbywa się za pomocą mechanicznego wyłącznika termicznego.

Do wspomnianych celów wybrano dwa dostępne w handlu wentylatory zaprojektowane specjalnie do tych zastosowań. Umieśćmy nasze źródła fotowoltaiczne w pobliżu wentylatorów. Pamiętaj jednak, że możesz zastosować dowolną kombinację silnika i wentylatora, która Ci odpowiada.

Pierwszy wentylator to wentylator wyciągowy firmy Solarex Corp. Adresy firm produkujących oba wentylatory można znaleźć w wykazie części. (Należy zauważyć, że nie próbowaliśmy porównywać jednego wentylatora z drugim.)

Bateria słoneczna

Wspomniany wentylator jest napędzany silnikiem prądu stałego 12 V. Jednak firma Solarex zaleca eksploatację silnika przy napięciu 6 V w celu zapewnienia długiej żywotności m3/min.

Opracowanie akumulatora o mocy 7 W, który spełnia wspomniane wymagania, nie będzie trudne. Najpierw musisz sobie wyobrazić wymaganą maksymalną siłę prądu. Jak wspomniano powyżej, odpowiada to 1,2 A.

Powszechnie wiadomo, że okrągłe ogniwo słoneczne o średnicy 7,5 cm dostarcza prąd 1,2 A. W rzeczywistości można znaleźć dość tanie, niespełniające norm ogniwa 7,5 cm, które wytwarzają „tylko” 1 A. Ogniwa te nadają się do wymienionych celów.

Do uzyskania mocy 7 W przy maksymalnym natężeniu promieniowania słonecznego potrzeba 12 elementów. Elementy można lutować szeregowo, umieszczając je w 3 rzędach po 4 elementy każdy. Przy produkcji akumulatorów należy postępować zgodnie z zaleceniami zawartymi w rozdz. 1. Jeśli do zastosowania w projekcie zostaną wybrane elementy niespełniające norm 1 A, to w celu zrekompensowania ich wadliwości konieczne jest zwiększenie liczby elementów w akumulatorze o 2 i zwiększenie ich liczby do 14.

Drugi wentylator, któremu się przyjrzymy, pochodzi z firmy Wm. Jagnięcina. Jego średnica wynosi 35 cm; Jest wyposażony w liniowy silnik elektryczny z łożyskami kulkowymi. Wciskane łożyska kulkowe wydłużają żywotność silnika. Silnik zasilany jest dowolnym napięciem: 6-48 V. Do naszych celów producent zaleca stosowanie napięcia 12V.

Generator słoneczny o mocy 30 W będzie kręcił wentylatorem z prędkością wystarczającą do wymiany powietrza z szybkością około 30 m3/min, natomiast akumulator o mocy 7 W zapewni wystarczającą ilość energii do wymiany powietrza z szybkością 14 m3/min. Na ryc. 3 pokazuje zależność kursu wymiany powietrza od mocy przekształtnika fotoelektrycznego.

Zgodnie z jedną z opcji instalacji urządzenia wentylacyjnego konieczne będzie wykonanie otworów w dachu. Ponieważ każda praca na dachu wiąże się z ryzykiem ewentualnych wycieków wody, dokładność jest kluczem do udanej pracy.

Najpierw piłą do metalu wycina się okrągły otwór w dachu. Oba wentylatory dostarczane są zamocowane w metalowych obudowach, a otwór w dachu musi dokładnie odpowiadać średnicy obudowy. Upewnij się, że miejsce na otwór zostało wybrane pomiędzy krokwiami dachowymi!

Następnie w otworze montowany jest wentylator. Teraz wokół urządzenia umieszczony jest metalowy reflektor, a wszystkie możliwe szczeliny są obficie wypełnione smołą, aby zapobiec wyciekom. Aby zapobiec przedostawaniu się deszczu przez wykonany otwór, wentylator-1 przykrywa się nasadką w kształcie stożka lub litery U.

Jeśli nie ma ochoty robić dziury w dachu, istnieje inna opcja. Wentylator można zamontować nad jednym z wywietrzników znajdujących się pod okapem dachu. Najlepszym sposobem na to jest zamontowanie wentylatora pod kątem 45° do podłogi na poddaszu. Zaleca się wykonanie ramki z pary ramek o proporcjach 2:1 (rys. 4), a następnie dołączenie wentylatora do jednej z nich (rys. 5). Następnie możesz umieścić ramkę nad otworem wentylacyjnym. Upewnij się, że otwór jest wystarczająco duży, aby całe wymieniane powietrze przechodziło przez niego, w przeciwnym razie wentylator nie będzie działał wystarczająco wydajnie.

Panel słoneczny jest przymocowany do południowej części dachu i przymocowany do wentylatora. Lepiej jest poprowadzić przewody do krawędzi dachu i przeprowadzić je przez wywietrznik w okapie, niż wywiercić dla nich specjalny otwór w dachu: jest mniejsze prawdopodobieństwo zerwania dachu.

Podłączając baterię słoneczną do wentylatora należy zwrócić uwagę na kierunek obrotów silnika elektrycznego. W jednym kierunku obrotów powietrze będzie wyciągane, w drugim będzie wciągane do pomieszczenia. Jeśli wentylator nie obraca się we właściwym kierunku, należy zamienić przewody zasilające.

Lista części

Wentylator 20 cm dostarczony przez Energy Sciences 832 Rockville Pike Rockville, MD 20852 Kontakt: Larry Miller

Wentylator 30 cm jest dostarczany przez firmę Wm. Jagnięcina Co. 10615 Chandler Blvd. Północne Hollywood, CA 91601

Bateria fotowoltaiczna (patrz tekst)

Alternatywna „czysta” energia, która niewątpliwie jest przyszłością, w niektórych przypadkach może być naturalnym i praktycznym wyborem już teraz. Przede wszystkim w przypadkach, gdy konieczne jest dostarczenie energii elektrycznej do odbiorcy małej mocy znajdującego się „na otwartym polu”. A prywatny dom, jeśli wszystko zostało wybrane i zbudowane z uwzględnieniem wymagań dotyczących oszczędności energii (a ty na przykład nie planujesz używać energii elektrycznej do ogrzewania), jest tylko przykładem takiego konsumenta „o małej mocy”. Tak, w przeciwieństwie do mieszkania, tutaj z reguły dodawane są pompy wiertnicze do autonomicznego zaopatrzenia w wodę i różne urządzenia ogrodowe, ale po ustaleniu celu całkiem możliwe jest zasilenie tego wszystkiego z układu słonecznego, uzupełnionego generatorem wiatrowym i dla bezpieczeństwa - jakiś generator gazu lub oleju napędowego. Co więcej, ten ostatni włącza się niezwykle rzadko, jeśli wszystko jest poprawnie obliczone.

I może to być tańsze niż indywidualne podłączanie do linii energetycznej. Dlatego w warunkach rosyjskich prawdopodobnie brak „zbiorowego” zasilania jest najczęstszą przyczyną zainteresowania alternatywnymi źródłami zasilania. Ale moim zdaniem jest jeszcze co najmniej jeden argument przemawiający za „zielonymi” systemami i systemami słonecznymi, nawet w obecności „publicznych” 220 woltów.

Faktem jest, że stabilność żywności, nawet w regionie moskiewskim, poza miastami, może pozostawiać wiele do życzenia. A w przypadku mojej wioski wakacyjnej wąskim gardłem jest linia wysokiego napięcia wijąca się przez sąsiednie lasy od wsi do wsi. Drzewa, niestety, padają od wiatru i wydaje się, że ta okoliczność jest nieznana tylko tym, którzy uważają za normalne układanie napowietrznych linii na polanach o szerokości co najmniej dziesięciu metrów. Może się jednak okazać, że ułożenie kabla w ziemi jest droższe niż okresowa wymiana słupów uszkodzonych przez sąsiednią sosnę. I to wszystko mądrze obliczone.

Chciałabym wierzyć, ale to w żaden sposób nie wychodzi, bo tu wyraźnie widać rosyjską tradycję: najpierw zrób to jakoś, ale taniej, a potem poświęć czas i środki na łatanie dziur (i szczerze się zastanawiam: po co brakuje pieniędzy na nowy?). W związku z tym znacznie łatwiej jest sprawić, by było droższe i lepsze „na początku”, aby zaoszczędzić „później” prywatnie.

A ponieważ mniej więcej raz w sezonie jest „dobra” burza, po której podniesienie poprzeczki trwa tydzień lub nawet dłużej, nie licząc krótszych przestojów, naprawdę chciałem uzyskać własny margines autonomii. Idealnie - tak, aby w ogóle nie zauważać całej tej hańby. Wersja diesel lub benzyna zniknęła niemal natychmiast, nawet kupiliśmy jedną. Ale chęć napędzania tego wyjącego i śmierdzącego cudu techniki, ciesząc się komunikacją z naturą, okazała się mniejsza niż faktyczne zapotrzebowanie na energię elektryczną. Lepiej zrobić ze świecami lub wybrać się na miasto. W związku z tym temat ten stał się aktualny, gdy chciało się zamieszkać w domu na mniej lub bardziej stałe.

Tymczasem osobliwością letniego domu jest to, że masowa aktywność ma tam miejsce latem, kiedy energia słoneczna, nawet na szerokości geograficznej Moskwy, jest więcej niż wystarczająca. Właściwie drzewa padają głównie latem. Tak było kiedyś: przeszła burza, świeci słońce, ale nie ma prądu. A zainteresowanie energią „słoneczną” zostało już wzmocnione zakupem kolektora słonecznego do podgrzewania wody. W szczególności dość zwarty (12 rurek po 1,8 m każda) pewnie radzi sobie z zadaniem przedłużenia „sezonu pływackiego” w 12-kubowym basenie o około miesiąc w porównaniu z naturalnym ogrzewaniem.

Dlatego około rok temu zmontowano system, o którym chcę mówić. Zwróciłem szczególną uwagę na tło, aby nie wdawać się w dyskusje na temat opłacalności systemów solarnych w porównaniu z tradycyjnymi. Czasami, jak widzimy, oprócz kosztu kilowata są argumenty.

Przejdźmy do doboru komponentów do systemów fotowoltaicznych.

Panele słoneczne

Zacznijmy więc od paneli słonecznych. W celu zmniejszenia wydajności i kosztów następują baterie oparte na krzemie monokrystalicznym, polikrystalicznym i amorficznym. Zdecydowana większość markowych baterii należy do pierwszego typu, który sam w sobie uważany jest za najtrwalszy, ogniwa degradują się najwolniej.

Swoją drogą, jeśli dom jest mały, a nie macie dogodnie położonej szopy z dużym południowym nachyleniem, to w praktyce może się okazać, że miejsca na baterie w ogóle nie ma. Jeśli naprawdę chcesz zbudować system o wystarczająco wysokiej efektywności energetycznej, warto wybrać model o najwyższej wydajności na jednostkę powierzchni. Ponieważ konieczne jest umieszczenie akumulatorów na południowym zboczu dachu, najlepiej pod kątem 45 stopni.

Zgodnie z metodą montażu, w dachu montuje się baterie na zasadzie świetlików (w rzeczywistości tylko Roto ma całkowicie szalony koszt). A reszta to proste panele wbudowane w aluminiową ramę, które są przymocowane do górnych szyn. Wadą tych ostatnich jest to, że dach musi być przewiercony, a nie każda powłoka wytrzyma tak brutalną interwencję bez przecieków. Jest to jednak jedyna wybrana opcja biegu.

Jeśli chodzi o same baterie, baterie monokrystaliczne Zelenograd okazały się dobrym rozwiązaniem pod względem ceny i jakości. Mimo to bardzo chętnie kupują w Niemczech. Dlatego będąc w Rosji logiczne, a nawet przyjemne jest mieć możliwość użycia przynajmniej czegoś związanego z elektroniką, ale lokalnej produkcji.

Zakupiono trzy akumulatory (TCM-170B) o pojemności 170 W i rozmiarze 158×82 cm Kalkulacja w tym przypadku była prosta: zaopatrzyć się w wystarczający prąd ładowania w pochmurną pogodę, a także rano i wieczorem, a więc że bilans energetyczny, co najmniej, pozwala na pracę lodówki tak długo, jak chcesz. Ponieważ zużycie lodówki wynosi około 100-200 W i działa z przerwami, takie obciążenie jest całkiem zdolne do opisanej opcji - oczywiście z bateriami buforowymi.

W rzeczywistych warunkach, kiedy słońce wciąż świeci, a w domu mieszkają ludzie, energii powinno wystarczyć na korzystanie ze sprzętu AGD, pompowania wody itp. nawet przy braku zewnętrznego zasilania przez długi czas. Bez dodatków, ale bez specjalnego trybu ekonomicznego. W każdym razie tak myślałem, a teraz mogę już potwierdzić, że kalkulacja była zasadna.

kontroler słoneczny

Standardowe napięcie paneli słonecznych i napięcie, które należy utrzymać, aby naładować akumulatory, nie pasują do siebie. Raczej napięcie na wyjściu panelu słonecznego zmienia się od zera do maksimum w zależności od oświetlenia, a pośrednia konwersja jest tutaj niezbędna.

W najprostszym przypadku potrzebny jest kontroler, który wyłączy akumulatory, gdy osiągną maksymalny poziom naładowania, i podłączy je z powrotem, gdy po pierwsze wymagane jest doładowanie, a po drugie napięcie wyjściowe panelu słonecznego odpowiada wymaganemu dla normalne ładowanie. Ale to bardzo nieefektywna metoda.

Dlatego w nowoczesnych tanich kontrolerach zastosowano modulację PWM, która pozwala uzyskać akceptowalne napięcie i prąd do ładowania w większym zakresie wejściowym. Wadą jest to, że nadal musisz przynajmniej w przybliżeniu dopasować napięcie wyjściowe panelu słonecznego do napięcia panelu akumulatorów.

Wreszcie, najbardziej wszechstronną i wydajną metodę oferują sterowniki MPPT, które są w stanie konwertować napięcie w znacznie większym zakresie i śledzić maksymalny punkt mocy podczas pracy, a zatem pozwalają na usunięcie maksymalnej energii i zapewniają ładowanie na początku od rana do zmierzchu. W moim przypadku opcja z takim sterownikiem była jedyną adekwatną, ponieważ trzy panele słoneczne, nieważne jak je podłączyć, dawały niestandardowe napięcie. Cóż, z takim kontrolerem - można łączyć szeregowo, co jest wygodniejsze (mniej przewodów) i mniejsze straty transmisji, ponieważ ta sama moc jest przesyłana przy maksymalnym napięciu, a co za tym idzie mniejszym prądzie. I to też jest ważne, jeśli dom jest wysoki, a od paneli słonecznych do reszty elektroniki i baterii będzie dziesięć metrów kabla, a nawet więcej.

Być może najbardziej znane i popularne kontrolery MPPT pochodzą z MorningStar. Wybrany model TriStar-MPPT-45 jest zaprojektowany na prąd ładowania 45 A, co z pewnością jest zbyt wysokie (ale kontrolery MPPT małej mocy są praktycznie niemożliwe do znalezienia, a poza tym wymagania NEC zakładają margines 25% prądu, że czyli rzeczywisty dopuszczalny prąd nie jest wyższy niż 36 A, a z grubsza można naładować akumulator takim kontrolerem w granicach 360 Ah). Napięcie akumulatora można dowolnie wybierać spośród 12, 24, 48 i 36 V. Ostatecznie napięcie wejściowe z paneli słonecznych musi mieścić się w granicach 150 V. Oczywiście przy takiej charakterystyce parowanie nie stanowi najmniejszego problemu.

falownik + ładowarka

Po podłączeniu akumulatorów do akumulatorów logiczne jest myślenie o drugiej połowie obwodu, czyli potrzebujemy możliwości zasilania sieci zewnętrznej z akumulatorów, a także ładowania ich z tej właśnie sieci.

W najbardziej ogólnym przypadku potrzebny jest falownik, ładowarka i przekaźnik, który przełącza obciążenie w przypadku zaniku napięcia wejściowego. Na szczęście istnieją modele falowników, w których wszystkie te funkcje są połączone, co jest ważne, jeśli chcemy osiągnąć całkowicie autonomiczną i bezobsługową pracę – ponieważ poszczególne falowniki często wymagają ręcznego restartu po wyczerpaniu baterii i wyłączeniu itp. .

Właściwie przy wyborze uniwersalnego urządzenia należy zwrócić uwagę na algorytm pracy. Co ważne, automatycznie rozpoczyna ładowanie akumulatorów po pojawieniu się napięcia w sieci. Ważne jest również, aby napięcie zrzucania obciążenia dla falownika było wyższe niż napięcie zrzucane przez sterownik słoneczny. W takim przypadku akumulatory zaczną się ładować natychmiast: albo „podają prąd”, albo gdy nadejdzie poranek. Nawet jeśli wieczorem wyczerpią się baterie.

Ponieważ wysokiej jakości modele falowników mają zwykle 2-3-krotny margines prądu rozruchowego i nie jest to sytuacja awaryjna, ale normalna praca, całkiem słusznie jest wybrać moc znamionową zgodnie z rzeczywistym maksimum, którego możesz potrzebować. Aby to zrobić, zwykle wystarczy dodać moc pompy studni w stanie ustalonym pracy i moc kompresora lodówki i dodać 20-30% marży na "żarówki" i inne drobne artykuły gospodarstwa domowego, które połączą się z linią zapasową.

Tak, oczywiście zakłada się, że linia zapasowa jest ułożona osobnym kablem i sensowne jest oznaczenie gniazd, aby przypadkowo nie włączyło się w nich żelazko. Ogólnie rzecz biorąc, „praca” ma sens, aby jednoczesne obciążenie było jak najmniejsze, przede wszystkim ze względu na żywotność baterii. Jak wiadomo, jeśli prąd rozładowania przekroczy optymalny dla akumulatora, jego rzeczywista pojemność może być znacznie mniejsza od deklarowanej. A to nie leży w naszym interesie.

W moim przypadku okazało się, że 700 + 200 VA „na pewno jest konieczne”. A biorąc pod uwagę fakt, że z czasem pompa może wymagać większej mocy, optymalnym rozwiązaniem dla linii zapasowej był model o mocy w granicach 1500 VA.

Po bardzo krótkim namyśle wybrałem Outback GFX1424E. Ten model jest z pewnością drogi ze względu na moc 1400 VA. Ale, jak już zauważyłem, pogoń za mocą w przypadku falowników za domową linię zapasową nie ma sensu. Jest mało prawdopodobne, że ktoś zainstaluje odpowiednią baterię akumulatorów, aby naprawdę móc je ładować 2-3 kilowatami obciążenia. O wiele ciekawiej w tym przypadku zapłacić za dodatkowe funkcje i oczywiście jakość.

To ostatnie jest szczególnie ważne, biorąc pod uwagę, że urządzenie będzie musiało pracować przez całą dobę i w osobnym pomieszczeniu bez nadzoru. Co dokładnie przyciągnęło to urządzenie:

• Wykonane w USA. Tak się złożyło, że jako synonim niezawodności technologii najczęściej używane jest określenie „niemiecka jakość”. Tymczasem produkty amerykańskie są często jeszcze mocniejsze i wytrzymują dłużej, ponieważ poziom technologiczny kraju nie jest co najmniej nie gorszy, ale jednocześnie nie ma takiej surowości materiałów, jak w Europie.
• Uszczelniony korpus. Dzięki temu urządzenie jest chronione przed kurzem, wilgocią i owadami. Nie, dom na pewno jest czysty, ale nie ma sensu umieszczać w pokojach szafy ze sprzętem elektrycznym - do tego lepiej nadaje się garaż lub piwnica. A urządzenie o zwykłym układzie z kratkami wentylacyjnymi z pewnością będzie pompować kurz swoim wentylatorem - jeśli nie od razu, ale na pewno za rok lub dwa. Możliwe, że jakiś pająk zorganizuje awarię jeszcze wcześniej :)
• Niski poziom hałasu. Falownik nie jest całkowicie cichy: w niektórych trybach słychać pisk o wysokiej częstotliwości i pomimo szczelnej obudowy, która pełni rolę chłodnicy, w środku znajduje się również wentylator o niskiej prędkości, który czasami się włącza i destyluje powietrze od bardziej nagrzanych elementów do chłodnicy. Ale nawet przy maksymalnym obciążeniu (czyli faktycznie w trybie rezerwowym) hałas nie przekracza 40 dBA, aw trybie czuwania, gdy akumulatory się ładują, a temperatura otoczenia przekracza 25 stopni - nie więcej niż 35 dBA. Jest bardzo mały, większość komputerów stacjonarnych pracuje głośniej, ale klasyczne falowniki z wentylatorami są oczywiście głośniejsze.
• Niski pobór mocy (18 W w stanie spoczynku, 6 W w trybie czuwania). Należy tutaj pamiętać, że możesz korzystać z trybu uśpienia, jeśli w domu nie ma odbiorców energii o małej mocy, którzy potrzebują stałej mocy. Najczęstszym przykładem takiego konsumenta jest system bezpieczeństwa (system alarmowy).
• Czysta fala sinusoidalna. Formalnie nawet urządzenia wrażliwe na kształt napięcia zasilania są w stanie w większości tolerować przybliżoną sinusoidę. W każdym razie, jeśli chodzi o silniki, biorąc pod uwagę fakt, że będą one pracować w trybie czuwania tylko przez niewielką część czasu. Ale oczywiście prawidłowy kształt sinusa to funkcja, za którą warto dopłacić. Raczej tutaj rozważania są odwrotne: falowniki aproksymacyjne zajmują najniższy (początkowy) segment na rynku i oprócz samego kształtu napięcia mają wiele wad o charakterze czysto konstrukcyjnym. Naiwnością jest liczyć na takie produkty poważnie i przez długi czas.
• Otóż ​​najbardziej ciekawą cechą, która ostatecznie skłoniła wybór na korzyść tego urządzenia, jest możliwość eksportu energii elektrycznej. Innymi słowy, gdy akumulatory są w pełni naładowane, falownik włącza się, a nadmiar energii z paneli słonecznych (lub innych alternatywnych źródeł podłączonych do obwodu niskiego napięcia równolegle z akumulatorami) jest przesyłany do obwodu zewnętrznego. W związku z tym przepływ wewnętrzny jest najpierw kompensowany, a jeśli pozostaje dla sąsiadów, można zaobserwować, jak miernik obraca się w przeciwnym kierunku. To oczywiście fajnie, bo nie jest zbyt ciekawie montować taki system dla samej redundancji (w końcu przez większość czasu działa sieć zewnętrzna). Ale dlaczego nie wykorzystać swojej energii?

Należy dodać, że nawet inwertery sprzężone z ładowarką nie wszystkie posiadają funkcję eksportu. A jeśli zmontujesz system z osobnych elementów, będziesz musiał kupić dodatkowy sterownik i ewentualnie majstrować przy programowaniu i konfiguracji. Takie wiązanie ma już sens tylko pod warunkiem, że zmontujesz dość poważną alternatywną elektrownię.

W tym przypadku też nie byłem do końca pewien, czy wszystko ułoży się automatycznie. Mimo to sterownik słoneczny pochodzi od innego producenta, a oba urządzenia umożliwiają programowanie (do falownika dołączone jest osobne gniazdo, a sterownik słoneczny podłączany jest przez port COM). I po prostu jest wybór napięć progowych dla ładowania akumulatora i trybu eksportu.

Ponieważ jednak montaż całego systemu przeciągnął się po północy, przełożyłem konfigurację i programowanie do rana. A rano okazało się, że baterie już się wyczerpały, a ponieważ w domu w tym momencie nic poważnego nie było włączone, licznik naprawdę obracał się w przeciwnym kierunku. Wszystko działało tak, jak powinno.

O pomiarach, które udało mi się wykonać, opowiem na końcu; Dodam tylko, że możliwość eksportu testowano przy użyciu licznika elektromechanicznego, który łatwo odróżnić obracającą się tarczą. Elektroniczne mogą nie wypracować tego momentu właściwie, czyli oddasz prąd, ale tylko na cele charytatywne. Tymczasem pozostaje powiedzieć kilka słów o doborze baterii.

Baterie

Do budowy domowych autonomicznych systemów zasilania z reguły stosuje się akumulatory kwasowo-ołowiowe typu zamkniętego. Tzw. VRLA - Valve Regulated Lead-Acid, czyli z zaworową regulacją emitowanych gazów. Istnieją dwa rodzaje takich akumulatorów: AGM (Absorbed Glass Mat), w którym elektrolit pomiędzy płytami znajduje się w kapsułkach z włókna szklanego oraz żel. W tym ostatnim przypadku do elektrolitu dodawane są zagęszczacze, a podczas produkcji akumulatora elektrolit ten rozmazuje się na płytach.

A jeśli akumulatory żelowe są częściej stosowane w kompaktowych zasilaczach bezprzerwowych, to w przypadku systemów o dużej pojemności najpopularniejsze są obecnie modele AGM, które zostały wybrane.

Ponieważ budżet bynajmniej nie był gumowy, zabrano dwa akumulatory taniego producenta Leoch DJM12-200 o pojemności 200 Ah każdy.

Tak duży margines jest konieczny, aby krótkotrwałe obciążenie o dużej mocy (pompa) wytworzyło jednak prąd w trybie korzystnym dla akumulatorów. Jak widać na schemacie, aby czas podtrzymania wynosił naprawdę godziny, a nie minuty, pożądane jest, aby prąd w obwodzie niskiego napięcia nie przekraczał 0,2C (czyli jednej piątej pojemności). Akumulatory zostały połączone szeregowo, ponieważ falownik został wybrany do obsługi 24 V, co jest również korzystne dla zmniejszenia strat na połączeniach.

Łączymy się z systemem

Tutaj wszystko jest dość banalne: generalną zasadą jest minimalizacja długości obwodów niskonapięciowych. Dlatego falownik, kontroler słoneczny i baterie najlepiej umieszczać na tym samym stojaku lub obok siebie.

W moim przypadku wyszło tak. Przewody z paneli słonecznych połączone szeregowo są podłączone do sterownika słonecznego (sensowne jest branie przewodów grubszych - od 6 mm², a najlepiej 10, jeśli dom jest wysoki i zamierzasz umieścić elektronikę w piwnicy). Wyjście sterownika słonecznego, jak również wyjście falownika, są połączone szeregowo z akumulatorami. Konieczne jest również umieszczenie specjalnego wyłącznika obwodu DC w obwodzie akumulatora, aby chronić falownik i wygodnie wyłączyć system, jeśli to konieczne.

Okazało się, że najwygodniej wykorzystać wyjścia falownika jako magistrale dla biegunów dodatniego i ujemnego. Możesz również kupić tutaj generator wiatrowy i wszystkie inne źródła energii, jeśli hobby związane z alternatywną energią przechodzi w przewlekłą fazę choroby. Jak już wspomniano, nie jest wymagany żaden balast, a akumulatory nie będą ładowane - falownik po prostu odda nadmiar energii elektrycznej do sieci zewnętrznej.

Wiele testów

Przede wszystkim należy zauważyć, że wyznaczony cel – nie zauważać krótkotrwałych przestojów (na kilka godzin) i nie zmieniać szczególnie dziennych planów ze względu na wspomnianą nocną burzę – został w pełni osiągnięty. Był też długi postój (w ciągu tygodnia), gdy nas nie było, a wcześniej bez wątpienia po powrocie znaleźlibyśmy rozmrożoną lodówkę, w której każdy szanujący się mieszkaniec lata przechowuje część zbiorów. A gdyby w obwodzie nie było paneli słonecznych, to oczywiście takiego wyniku nie można było osiągnąć.

Razem 4,5 kW. Ponieważ w tym czasie w domu pracowała tylko lodówka, laptop i oświetlenie (lampki energooszczędne wieczorem), a pompa wiertnicza pracowała 30-40 minut dziennie, łączne zużycie wyniosło 7,2 kW. To rzeczywiście prawie połowa zużycia, nawet biorąc pod uwagę nie najkorzystniejsze warunki pogodowe, zrekompensowały panele słoneczne.

Choć, podkreślam, jest to „efekt uboczny”, cel oszczędzania na energii elektrycznej w tym przypadku nie był postawiony. Jeśli chodzi o kwestie ekonomiczne, to jeśli z tego punktu widzenia przyjrzeć się energii alternatywnej, to przede wszystkim sensowne jest przeniesienie najdroższego elementu - wody grzewczej - z prądu na jakieś bezpośrednie źródło ciepła. Oznacza to, że jeśli mówimy o oszczędnościach i wiążemy je z wykorzystaniem energii słonecznej, lepiej zacząć od prostego kolektora słonecznego. A jeśli podoba Ci się to doświadczenie, prawdopodobnie będziesz chciał spróbować innego źródła alternatywnej energii. Ponieważ aktywność jest zaraźliwa i ekscytująca.

Dodatek (do dyskusji na forum)

Przede wszystkim należy dodać, że urządzenie w trybie eksportu energii nie stwarza żadnego zagrożenia „dla elektryków”. Jak można się domyślić, przy braku napięcia zewnętrznego (a raczej nawet po jego zmniejszeniu w stosunku do zaprogramowanego przez użytkownika progu minimalnego) wyprowadzenie mocy do sieci zostaje zatrzymane. W takim przypadku falownik przechodzi do pracy autonomicznej i tylko linia zapasowa pozostaje pod napięciem, a zatem tylko sprzęt, który do niego podłączasz. W ciągu roku eksploatacji było sporo przestojów i nie ma żadnych skarg na poprawność wypracowania tego stanu.

Same baterie nie wymagają więcej konserwacji niż zwykłe szyby okienne. Innymi słowy, jeśli Twoje okno dachowe wyraźnie wskazuje na potrzebę umycia, nie zapomnij przetrzeć paneli. W przypadku lokalizacji przyjaznej środowisku z dala od autostrad, z doświadczenia wynika, że ​​sprzątanie jest wymagane nie częściej niż raz w roku. Pod koniec wiosny po kwitnieniu drzew. Ale w tym roku np. z powodu ulewnych deszczy nie trzeba było myć nawet okien. Jednak w przeciwieństwie do okien pionowych, te pochyłe są dobrze czyszczone przez deszcz. Z bateriami większości użytkowników, z którymi udało mi się przeprowadzić wywiad za pośrednictwem jednej z firm instalujących takie systemy, zimą pod śniegiem też nie ma problemów. Chociaż oczywiście, jeśli planujesz rozładować napięcie w zimie, lepiej jest umieścić akumulatory pod dużym kątem lub na jakimś wsporniku obrotowym, aby śnieg nie pozostał.

Przy wyborze falownika zdecydowanie polecam przyjrzeć się specyfikacjom prądów rozruchowych, dla dobrych modeli są one kilkakrotnie wyższe niż moc nominalna. W związku z tym nie należy ufać „uczuciom” lub radom tych, którzy chcą sprzedać ci sprzęt „z marżą”. Zapas jest konieczny, ale konieczne jest jego obliczenie nie na podstawie „uczuć”, ale na podstawie pomiarów.

Nawiasem mówiąc, niedawno silna burza ponownie „zaskoczyła” pechowych energetyków pod Moskwą upadkiem sosen. I przez około dzień nie było prądu. I jak zawsze, następnego ranka słońce świeciło jasno, wykonując swoją pożyteczną pracę.

Najłatwiejszym sposobem na ochłodzenie domu jest zainstalowanie klimatyzatora. Jest jednak drogi i nieefektywny. Dużo taniej jest zastosować niedrogi system wentylacji, co z kolei zapobiega przegrzaniu powietrza w pomieszczeniu i wzrostowi wilgotności. System wentylacyjny musi być zainstalowany w taki sposób, aby usuwać powietrze z poddasza. Dlaczego ze strychu? Ponieważ jest źródłem wszystkich problemów.

Wszystko zaczyna się wcześnie rano, gdy tylko słońce zaczyna oświetlać dach. Nie wiem, czy wiesz, czy nie, ale dachówki dość skutecznie pochłaniają promieniowanie słoneczne. Dachy pokryte bitumem są szczególnie dobre w przyciąganiu i zatrzymywaniu ciepła słonecznego.

Ciepło z dachu jest następnie przekazywane do powietrza wypełniającego strych. W miarę upływu dnia coraz więcej ciepła dostaje się do przestrzeni powietrznej na poddaszu. Teraz na poddaszu do akcji wkracza inny mechanizm – wiadomo, że ciepłe powietrze unosi się, a zimne opada. Ponieważ powietrze na poddaszu nie miesza się, w domu powstaje rozkład temperatury, pokazany na ryc. 1. Warstwowy rozkład temperatury powoduje akumulację ciepła. Mamy ogromny zapas ciepła, które trzeba wykorzystać.

W wielu domach robi się zbyt gorąco z powodu wnikania ciepła ze strychu. Po włączeniu klimatyzatora próbujesz usunąć ciepło z pomieszczeń mieszkalnych, aby zapewnić bardziej komfortowe warunki. Jednak w tym samym czasie strych nadal ogrzewa dom. Taka konfrontacja jest kosztowna i nie prowadzi do pożądanych rezultatów.

Jedynym sposobem na powstrzymanie napływu ciepła z poddasza do przestrzeni mieszkalnej jest odizolowanie domu od strychu. Izolacja termiczna wełną szklaną jest bardzo skuteczna. Warstwa wełny szklanej o grubości nie większej niż 15 cm, pokrywająca sufit, znacząco wpływa na ilość przenikania ciepła w dół.

Jednak żadna ilość izolacji nie jest w stanie całkowicie odizolować dolnych pomieszczeń od przenikania ciepła z poddasza. Ciepło przenika do pomieszczeń mieszkalnych poprzez przenoszenie ciepła i promieniowanie.

Aby to zilustrować, rozważmy następujący przykład. Załóżmy, że strych Twojego domu ma wymiary 9X 12 m (powierzchnia 108 m2). Jeśli temperatura na poddaszu wynosi średnio 55°C, a chcesz, aby temperatura w salonie nie przekraczała 27°C, to najlepszym, na co możesz liczyć, jest osiągnięcie transferu ciepła nie większego niż 2000 J/h. I tak jest w przypadku doskonałego systemu izolacji. Dla typowego domu z jednowarstwową izolacją stropową z wełny szklanej przenikanie ciepła wynosi około 4500 J/h.

Zostało eksperymentalnie ustalone, że aby zneutralizować 9000 J ciepła, klimatyzator musi przepompować 1 tonę powietrza. Tak więc, aby wyeliminować efekt ogrzewania poddasza, musimy za pomocą klimatyzatora dopompować dodatkowo 0,5 tony powietrza!

Mechanizmy chłodzące

Jednak rzeczywista ilość przenikającego ciepła zależy od różnicy temperatur między poddaszem a domem. Różnica temperatur 5°C odpowiada tysiącom dżuli. Dlatego im zimniej jest na poddaszu, tym słabiej pracuje klimatyzator.

Jak schłodzić strych? Wystarczy go przewietrzyć! Bardzo rzadko zdarzają się przypadki, gdy temperatura powietrza na zewnątrz jest wyższa niż temperatura powietrza na poddaszu, gdzie zazwyczaj jest gorąco, jak w piecu; Możesz schłodzić strych, zastępując gorące, stojące w nim powietrze chłodniejszym powietrzem z zewnątrz.

Można to stosunkowo łatwo zrobić, wycinając otwór wentylacyjny w dachu w pobliżu jego szczytu i instalując w nim wentylator wyciągowy. Wentylator wdmuchuje zimne powietrze przez wystający okap dachu i wyciąga ciepłe, nieświeże powietrze ze strychu przez otwór wentylacyjny.

Mieszanie gorącego i zimnego powietrza oraz niwelowanie różnic temperatur (rys. 2). Należy zauważyć, jak wpłynęło to na temperaturę na poddaszu. Teraz temperatura jest bardziej równomiernie rozłożona, a średnia temperatura spadła.

Pragnę zauważyć, że do wentylacji strychu nie jest wymagany bardzo duży wentylator. Cel zostanie osiągnięty, jeśli wymiana powietrza na poddaszu będzie przeprowadzana co około 3 minuty.

Główne elementy wentylatora

Wielkość wentylatora zależy od wielkości strychu. Strych o standardowych wymiarach (9x12 m2) ma kubaturę około 135 m3. Do wymiany tej ilości powietrza co 4 minuty wymagany jest wentylator, który będzie wypompowywał 34 m3/min.

Jeśli strych jest mniejszy, wymagany będzie mniejszy wentylator. Proporcja jest tutaj prosta: objętość poddasza wm3 dzieli się przez żądany czas wymiany powietrza (w minutach) i uzyskuje się wydajność wentylatora. Na przykład 135m3/4min~34m3/min. Wentylator napędzany jest małym silnikiem prądu stałego, który zwykle jest liniowy: im więcej mocy jest do niego dostarczane, tym szybciej się obraca.

Ta cyrkulacja powietrza wewnątrz strychu powoduje przepełnienie. Zmiana którejkolwiek z tych wartości spowoduje zmianę mocy. Na przykład silnik o napięciu 12 V przy prądzie 3A może obracać się z prędkością 6000 obr/min. Jeśli zmniejszymy energię elektryczną dostarczaną do silnika poprzez obniżenie napięcia do 6 V, to prędkość obrotowa zmniejszy się 2 razy i wyniesie 3000 obr/min.

Z drugiej strony, jeśli w tym samym silniku przy 12 V przy 3 A, obracając się z tą samą prędkością 6000 obr/min, zmniejszymy prąd 2 razy, utrzymując napięcie na tym samym poziomie (12 V przy 1,5 A), to uzyskaj ten sam wynik: prędkość silnika wyniesie 3000 obr./min. Biorąc pod uwagę zasadę działania przekształtników fotowoltaicznych, zrozumienie przyczyny zmiany prędkości obrotowej silnika wraz ze zmianą pobieranego prądu jest szczególnie ważne.

Objętość powietrza, którą będą destylować łopatki wentylatora, jest wprost proporcjonalna do prędkości obrotowej. Oznacza to, że przepływ powietrza można kontrolować, po prostu zmieniając prędkość silnika.

Niewątpliwie do zasilania wentylatora wyciągowego można zastosować konwertery fotoelektryczne. To jest preferowany wybór. Jednocześnie należy zauważyć, że w przypadku podłączenia źródła fotowoltaicznego do silnika elektrycznego wentylatora powstaje ciekawa zależność.

Fotowoltaiczne ogniwa słoneczne można zwykle uznać za źródła prądu. Przy słabym oświetleniu panel słoneczny generuje niewielki prąd, chociaż napięcie pozostaje normalne. W rezultacie wentylator (jeśli się obraca) obraca się powoli i dlatego pompuje tylko niewielką ilość powietrza.

Ta okoliczność po prostu spełnia zadanie wentylacji strychu. Rano dach praktycznie nie jest ogrzewany, a o tej porze dnia nie ma potrzeby wentylacji lub wystarczy niewielka wentylacja.

W ciągu dnia, wraz ze wzrostem nasłonecznienia, do silnika wentylatora dostarczane jest coraz więcej mocy z przekształtników fotowoltaicznych, a prędkość wentylatora wzrasta. Wraz ze wzrostem nasłonecznienia na strych dostaje się coraz więcej ciepła. Należy zauważyć, że wzrost prędkości wentylatora (wymiana powietrza) obserwuje się dokładnie wtedy, gdy jest to potrzebne.

Pod wieczór intensywność promieniowania słonecznego ponownie spada, dach pochłania mniej ciepła i zmniejsza się zapotrzebowanie na wentylację. Jest to zgodne ze zmianą mocy wyjściowej konwerterów fotowoltaicznych, które obracają wentylator z mniejszą prędkością.

W rezultacie opracowaliśmy samoregulujący system wentylacji poddasza, który utrzymuje temperaturę poddasza na względnie stałym poziomie. Zwykle sterowanie wentylatorem w zależności od ogrzewania poddasza odbywa się za pomocą mechanicznego wyłącznika termicznego.

Do wspomnianych celów wybrano dwa dostępne w handlu wentylatory zaprojektowane specjalnie do tych zastosowań. Umieśćmy nasze źródła fotowoltaiczne w pobliżu wentylatorów. Pamiętaj jednak, że możesz zastosować dowolną kombinację silnika i wentylatora, która Ci odpowiada.

Pierwszy wentylator to wentylator wyciągowy firmy Solarex Corp. Adresy firm produkujących oba wentylatory można znaleźć w wykazie części. (Należy zauważyć, że nie próbowaliśmy porównywać jednego wentylatora z drugim.)

Bateria słoneczna

Wspomniany wentylator jest napędzany silnikiem prądu stałego 12 V. Jednak firma Solarex zaleca eksploatację silnika przy napięciu 6 V w celu zapewnienia długiej żywotności m3/min.

Opracowanie akumulatora o mocy 7 W, który spełnia wspomniane wymagania, nie będzie trudne. Najpierw musisz sobie wyobrazić wymaganą maksymalną siłę prądu. Jak wspomniano powyżej, odpowiada to 1,2 A.

Powszechnie wiadomo, że okrągłe ogniwo słoneczne o średnicy 7,5 cm dostarcza prąd 1,2 A. W rzeczywistości można znaleźć dość tanie, niespełniające norm ogniwa 7,5 cm, które wytwarzają „tylko” 1 A. Ogniwa te nadają się do wymienionych celów.

Do uzyskania mocy 7 W przy maksymalnym natężeniu promieniowania słonecznego potrzeba 12 elementów. Elementy można lutować szeregowo, umieszczając je w 3 rzędach po 4 elementy każdy. Przy produkcji akumulatorów należy postępować zgodnie z zaleceniami zawartymi w rozdz. 1. Jeśli do zastosowania w projekcie zostaną wybrane elementy niespełniające norm 1 A, to w celu zrekompensowania ich wadliwości konieczne jest zwiększenie liczby elementów w akumulatorze o 2 i zwiększenie ich liczby do 14.

Drugi wentylator, któremu się przyjrzymy, pochodzi z firmy Wm. Jagnięcina. Jego średnica wynosi 35 cm; Jest wyposażony w liniowy silnik elektryczny z łożyskami kulkowymi. Wciskane łożyska kulkowe wydłużają żywotność silnika. Silnik zasilany jest dowolnym napięciem: 6-48 V. Do naszych celów producent zaleca stosowanie napięcia 12V.

Generator słoneczny o mocy 30 W będzie kręcił wentylatorem z prędkością wystarczającą do wymiany powietrza z szybkością około 30 m3/min, natomiast akumulator o mocy 7 W zapewni wystarczającą ilość energii do wymiany powietrza z szybkością 14 m3/min. Na ryc. 3 pokazuje zależność kursu wymiany powietrza od mocy przekształtnika fotoelektrycznego.

Zgodnie z jedną z opcji instalacji urządzenia wentylacyjnego konieczne będzie wykonanie otworów w dachu. Ponieważ każda praca na dachu wiąże się z ryzykiem ewentualnych wycieków wody, dokładność jest kluczem do udanej pracy.

Najpierw piłą do metalu wycina się okrągły otwór w dachu. Oba wentylatory dostarczane są zamocowane w metalowych obudowach, a otwór w dachu musi dokładnie odpowiadać średnicy obudowy. Upewnij się, że miejsce na otwór zostało wybrane pomiędzy krokwiami dachowymi!

Następnie w otworze montowany jest wentylator. Teraz wokół urządzenia umieszczony jest metalowy reflektor, a wszystkie możliwe szczeliny są obficie wypełnione smołą, aby zapobiec wyciekom. Aby zapobiec przedostawaniu się deszczu przez wykonany otwór, wentylator-1 przykrywa się nasadką w kształcie stożka lub litery U.

Jeśli nie ma ochoty robić dziury w dachu, istnieje inna opcja. Wentylator można zamontować nad jednym z wywietrzników znajdujących się pod okapem dachu. Najlepszym sposobem na to jest zamontowanie wentylatora pod kątem 45° do podłogi na poddaszu. Zaleca się wykonanie ramki z pary ramek o proporcjach 2:1 (rys. 4), a następnie dołączenie wentylatora do jednej z nich (rys. 5). Następnie możesz umieścić ramkę nad otworem wentylacyjnym. Upewnij się, że otwór jest wystarczająco duży, aby całe wymieniane powietrze przechodziło przez niego, w przeciwnym razie wentylator nie będzie działał wystarczająco wydajnie.

Panel słoneczny jest przymocowany do południowej części dachu i przymocowany do wentylatora. Lepiej jest poprowadzić przewody do krawędzi dachu i przeprowadzić je przez wywietrznik w okapie, niż wywiercić dla nich specjalny otwór w dachu: jest mniejsze prawdopodobieństwo zerwania dachu.

Podłączając baterię słoneczną do wentylatora należy zwrócić uwagę na kierunek obrotów silnika elektrycznego. W jednym kierunku obrotów powietrze będzie wyciągane, w drugim będzie wciągane do pomieszczenia. Jeśli wentylator nie obraca się we właściwym kierunku, należy zamienić przewody zasilające.

Lista części

Wentylator 20 cm dostarczony przez Energy Sciences 832 Rockville Pike Rockville, MD 20852 Kontakt: Larry Miller

Wentylator 30 cm jest dostarczany przez firmę Wm. Jagnięcina Co. 10615 Chandler Blvd. Północne Hollywood, CA 91601

Bateria fotowoltaiczna (patrz tekst)

Literatura: Byers T. 20 konstrukcji z ogniwami słonecznymi: Per. z angielskiego - M .: Mir, 1988.

Producenci zaczynają produkować coraz więcej urządzeń AGD z możliwością pracy w trybie offline, gdy do ich zasilania wykorzystywane są alternatywne, odnawialne źródła energii.
Jednym z takich urządzeń są wentylatory zasilane energią słoneczną.

Zasada działania

Główne elementy wchodzące w skład zestawu wentylatorowego nie różnią się od konwencjonalnego urządzenia, jedyną różnicą jest źródło energii wykorzystywane przez baterię słoneczną oraz fakt, że z reguły jest to urządzenie o małej mocy, co jest determinowane przez zdolność baterii słonecznej do generowania określonej ilości energii elektrycznej.

Prąd elektryczny wykorzystywany do zasilania urządzenia pozyskiwany jest poprzez przetwarzanie energii słonecznej wewnątrz fotokomórek, które są podstawą baterii słonecznej.

Transformacja odbywa się wewnątrz płytek, które są wykonane z krzemu. W skład fotokomórki wchodzą dwie płytki (dwie warstwy), z których każda wykonana jest z dodatkiem różnych komponentów. Tak więc fosfor jest dodawany do górnej płyty (warstwa P + na schemacie), bor jest dodawany do dolnej płytki (warstwa B- na schemacie). Do każdej z płytek przymocowane są elektrody, do górnej elektroda zewnętrzna, do dolnej elektroda wewnętrzna, na powierzchnię fotokomórki nakładana jest powłoka antyrefleksyjna.

Pod wpływem światła słonecznego w górnej płycie powstaje nadmiar ujemnie naładowanych cząstek, aw dolnej tzw. „dziury”. Jednocześnie między warstwami powstaje różnica potencjałów, pod wpływem której przy podłączeniu obciążenia w obwodzie płynie prąd elektryczny, ze względu na to, że różnie naładowane cząstki poruszają się w przeciwnych kierunkach.

Ujemnie naładowane poruszają się w górę, dodatnio naładowane w dół.

Obwody elektroniczne, które są głównym elementem wszelkich urządzeń elektronicznych, działają na generowane napięcie i generowany prąd, co umożliwia zasilanie podłączonych do nich mechanizmów urządzeń gospodarstwa domowego.

Strukturalnie, w zależności od przeznaczenia i właściwości technicznych, wentylatory zasilane energią słoneczną mogą być bardzo różne.

Bateria słoneczna może być wbudowana w obudowę lub wykonana zdalnie. Projekt obudowy i materiał, z którego jest wykonana, również dobiera producent, w zależności od wymagań dla konkretnego modelu i jego parametrów technicznych.

Do szklarni

Każdy ogrodnik wie, że nie wystarczy otworzyć drzwi szklarni, aby stworzyć w niej niezbędny mikroklimat. Wentylatory służą do tworzenia wymuszonego obiegu powietrza wewnątrz takich schronów, a wentylatory zasilane energią słoneczną są jednymi z najwygodniejszych pod względem obsługi.

Główną zaletą wentylatora zasilanego energią słoneczną przy użytkowaniu na działce osobistej jest brak konieczności instalowania dodatkowych sieci elektrycznych oraz brak kosztów za zużytą energię elektryczną, co jest ważne również przy uprawie własnych warzyw i owoce.

Jako wentylatory obiegowe w szklarniach można zastosować wymienione powyżej urządzenia serii TMS produkcji Tajwanu. W tych modelach wbudowana jest bateria słoneczna, która działa tylko w dzień, w obecności światła słonecznego, w nocy – urządzenie jest wyłączone. Wydajność modelu to 0,32 m3 na minutę. Koszt w sieciach handlowych - od 3500.00 rubli.

Gdy konieczne jest przemieszczenie znacznych ilości mas powietrza, stosuje się mocniejsze jednostki, w których panel słoneczny jest wykonany w zdalnej konstrukcji, co pozwala zwiększyć jego moc, a tym samym moc i wydajność wentylatora.

Tryb pracy tego urządzenia jest podobny do powyższego, w obecności oświetlenia - praca, w przypadku braku - stan czuwania. Wydajność takich modeli jest wyższa, koszt wynosi od 15 000,00 rubli.

Do samochodów

Dla właścicieli samochodów dostępne są również wentylatory, które mogą być zasilane energią słoneczną. Są to wentylatory małej mocy, które umieszcza się pod przednią szybą samochodu i służą do stworzenia dodatkowej cyrkulacji powietrza wewnątrz kabiny.

Wygląd takich urządzeń może różnić się od klasycznego typu wachlarza po awangardowe formy tkwiące w autorskich pracach deweloperów i projektantów.

Zaletą tego typu wentylatora jest to, że możliwe jest przewietrzenie wnętrza samochodu przy wyłączonym silniku, a jednocześnie nie zostanie wykorzystana energia akumulatora samochodowego, co pozwoli zaoszczędzić jego ładowanie.

Na czapkę

Ciekawy wynalazek zaproponowali chińscy deweloperzy, zrobili wentylator do czapki, który działa na energię słoneczną.

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że to opracowanie nie jest do stałego użytku, ale ze względu na stosunkowo niski koszt i możliwość stworzenia indywidualnego mikroklimatu i komfortu dla właściciela, wynalazek ten jest już szeroko stosowany przez turystów w różnych krajach świat.

Nasadka służy do ochrony przed słońcem, a wentylator zapewnia przepływ powietrza w obecności bezpośredniego światła słonecznego. Koszt takich produktów wynosi od 500,00 rubli.

Jak zrób to sam

Do wykonania wentylatora zasilanego baterią słoneczną wystarczy dowolny wentylator pracujący na stałym napięciu 12,0 V (samochodowy lub podobny) oraz mała bateria słoneczna.

Podłączając istniejące elementy do sieci elektrycznej, możesz uzyskać pożądany efekt.

Jako źródło energii można wykorzystać panele słoneczne z innych urządzeń ze złączami USB, przez które można podłączyć wentylator. Mogą to być: latarnia kempingowa, lampa solarna lub reflektor, a także akumulator zewnętrzny.