Эксперимент. Солнечная батарея своими руками

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Ну конечно, "аквариум за окном" - это конечно, очень круто!
Не всякий на такое решится. Проще обдув вентиляторами, питаемых от тих же СБ, как многие здесь предлагали, и я тоже не удержался.
Если, уже повторюсь, оно того стоит. Проведу свои собственные эксперименты, тогда и определюсь.

У меня лоджия такая, что в один оконный проем помещается 44 элемента C60 125x125 мм.
Если верить производителю о 3.55 Вт на элемент, то на окно припадает максимум 156 Вт, в теории, конечно.
Всего проемов 6, значит, суммарная теоретическая мощность в пике 937 Вт (это если хватит денег купить 264 элемента).

Наклонять элементы не буду никак, по некоторым причинам просто не получится.
Но заметил, что от вертикального наклона C60 до нормали к Солнцу отдача не очень зависит, так что сойдет и так.

Что до тока КЗ. Как раз ему я доверяю полностью, это первая и самая объективная величина, указывающая на эффективность элементов.
О мощности, подбираемой вручную нагрузкой или MPPT, конечно, в курсе, но она на данном этапе выбора элементов меня мало интересует поскольку это уже вторичный параметр.
Поэтому: если будет большой ток КЗ - будет и большая мощность, так что для сравнения элементов он более чем пригоден.

Вот взляните на типичный Вольт-Амперный график C60 в зависимости от солнечной энергии:



Как видно, довольно стабильное плато простирается от минимальной нагрузки до точки перегиба, после которой напряжение резко падает.
Напряжение точки перегиба мало зависит от падающей солнечной энергии и равно примерно ~0.5 В.

Поэтому можно с большой точностью прогнозировать выходную мощность элемента в зависимости от его тока КЗ.

И еще взгляните на спектральную чувствительность человеческого глаза и элементов C60:



И вам откроется интереснейшая картина!

Оказывается, ширина спектра перерабатываемой солнечной энергии кремниевым элементом C60 намного шире, чем воспринимаемого человеческим глазом, а именно 350-1100 нм против 450-650 нм, особенно в области ИК излучения.

О чем это говорит: да о том, что некие "знатоки", рекомендующие использовать для СБ специальные стекла, которые отражают ИК излучение как "бесполезно нагревающие элементы", мягко говоря, неправы, потому что как видно из графика чувствительности элемента, ИК излучение от 650 нм до 1100 нм вносит существенную лепту в генерации электрической энергии.

По крайней мере для элементов C60 Maxpower от Sunpower это так, и это еще один повод (помимо других) для меня считать их наилучшим выбором.

Проблема для меня пока одна: найти магазин, который продает качественные C60.
И тут каждый раз меня подстерегает неудача: как только задашь любой, самый простой технический вопрос, как они тут же они перестают отвечать.

А ведь я еще даже не дошел до вопроса, какие конкретные варианты C60 по мощности они продают.
Ведь если читать только их продажные заголовки, то они пестрят "убойными" 3.55 Вт, но если почитать ниже, то наиболее часто встречается такая типичная таблица, которую без разбору лепят у себя все продавцы:



Ну и где же здесь те самые знаменитые 3.55 Вт? Максимум, что здесь изображают - это 3.47 Вт, да и то непонятно, как их у них заказывать, если они уклоняются от любых технических вопросов.

Так что тут два варианта:
- либо они знают, что продают туфту и надеются на лохов, которые читают только заголовки и все равно что-нибудь да купят;
- либо сами ничего не соображают в продаваемом товаре, зачастую вообще не видя его, а только оформляя товаро-денежные документы.

Так что чем дальше, тем меньше у меня надежды, что найду магазин с компетентными и честными продавцами ...

А брать наугад и на авось ... ну не мой это метод.
Да еще по таким явно не воодушевляющим кошелек ценам.

 

На досуге ознакомьтесь:https://www.solarhome.ru/pv/buyer_guide/ptc_conditions.htm
Из этого материала следует что большинство производителей намеренно дают фэйковую статистику относительно характеристик своей продукции.
График Spectral Responce показывает External Quantum Efficiency. Это вовсе не то что вы подумали) Синее покрытие элементах С60 это нитрид кремния. Это он так эффективно поглощает внешние кванты света в диапазоне частот. А монокристалл кремния С60 находится ниже, под нитридом.
Поглощает он обрывки спектра после нитрида! Характеристика поглощения именно с-Si резко рваная с пиком в 680-1100 нм. Свет короче 500 нм (чистое синее небо) уже на краю графика с мизерным поглощением. УФ - забота нитрида, он переводит слишком высокую для кремния энергию просто в тепло
Когда будет возможность, направьте лучшую ячейку С60 в нормаль к чистому синему небу, избегая попадания солнечных лучей. Измерьте выходные характеристики тока.

 

Эта статья у меня есть, но там о спектральных нюансах не рассказывается.
Любопытно, откуда вы взяли такие спектральные подробности
Так вы полагаете, что этот "Спектральный отклик" относится не к генерации электричества, а просто к поглощению света, или как? Если последнее, то вряд ли это интересно потребителю.
Отмечу общеизвестный факт, что Sunpower весьма уважаемая в мире фирма, и заниматься фейковыми данными не будет, репутация дороже, а графики наверняка взяты от нее.

Насчет чистого синего неба. Будет оно, направлю, но оно редко бывает, дымка.
Но насчет эффективности УФ, как видно по графикам, особенностей в C60 действительно нет, после 400 нм там быстрый спад.
Гораздо интереснее и продуктивнее ИК - если верить графику, он очень протяженный, плато простирается аж до 1050 нм.

Немного отвлекусь: предлагают за полцены ШИМ контроллер заряда EPsolar LS1024 (10A 12/24В) и синус-инвертор Mean Well TS-400-212В (400 Вт, 12В).
Характеристики глянул, цена смешная - 5 тыров.
Хочу взять их для начальных экспериментов, и тут вопрос: удачно ли они сочетаются с элементами C60 в количестве 44 штук?

Если разделить C60 через Шоттки на 2 группы, то каждая будет давать от 11 Вольт при 300 Вт/кв.м до 12.1 Вольт при 1000 Вт/кв.м при токе 2-6 А.

Достаточно ли этих напряжение 11...12.1 Вольт для эффективной работы контроллера и инвертора, или все-таки маловато?

 

В гугле вбиваете "спектр поглощения монокристаллического кремния" и читаете научные труды.

Да, это не генерация электричества.

Именно ИК дает 95% всей генерации. Видимый спектр не чувствителен. Фонарь мощный светодиодный направляете на ячейку и понимаете это сразу.

Мало. Просто соберите классику на 36 ячеек и тренируйтесь) А те не пропадут, пойдут в следующую партию из 36. ШИМ контроллер никак не оценит 44 ячейки.

 

Ок, а где бы взять честный график C60 по спектральной чувствительности?
Потому что возникает чисто дизайнерская идея закрасить стекло с нижней части спектра (УФ и темно-синий), раз он не вносить заметную лепту в генерацию.
Получится, видимо, красноватый оттенок, и возможно, это будет красиво

Это очень грустно... потому что при классике 36 (вообще-то считал классикой 32) пропадет большая площадь окна и потеряется много мощности.
А ее на лоджии и так мало, поэтому нужно всячески экономить каждый кв. дециметр.

Эта ваша фраза намекает на то, что если взять приличный MPPT-контроллер, то он оценит 44 штуки?
Поймите, уж очень не хочется отказываться от этого количества элементов ввиду указанной выше причины.
Придумайте что-нибудь, пожалуйста, чтобы этого не призошло!

PS. Кстати, если не разделять на две гирлянды по 11...12.1 Вольт, то получится 22...24.2 Вольта, и поскольку этот ШИМ EPsolar LS1024 работает на 12 и 24 Вольта, выбирая его автоматически, то может он сгодится?

Пошел читать о его 12/24 - это у него 2 жестких диапазона, или плавный диапазон от 12 до 24 В ?
... Ага, вот:

Т. е. можно подавать от 12 до 50 Вольт, и он будет нормально работать?

 

Ладно, возьму для начала этот ШИМ EPsolar LS1024, благо он копейки стоит, а потом буду подыскивать приличный MPPT.

 

ШИМ EPsolar LS1024 сочтет 44 ячейки за 12В диапазон. Избытки энергии ШИМ сливает в мощный радиатор. Моя туристическая сотка 36 ячеек имеет ХХ 23.6В...23.2В на солнце. Если ее использовать с ШИМ, и на батарее 10 В, то выше 45 Вт я не увижу. Зато ШИМ попадет в тепловой ад!
Epsolar MPPT 10A стоит те же копейки!
https://ru.aliexpress.com/item/32835122324.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.18fd3f66ZvS28l&s=p
Смысл? Вот приличный МППТ аппарат, может работать с литием (старые только свинец признавали). Новая версия. Купил на дачу только на 40А. Выставил все параметры и забыл.
Подаете на него все свои 44 ячейки, он сделает все сам. Параметры батареи выставить и ОК.

 

Вот вернется из отпуска VoronNew,думаю он подробней растолкует вам детали, у него большой опыт самоделок из С60. И похожая ориентация на юго-запад,за остеклением лоджии.

 

Смысл вижу только в том, что он продается всего за 800 рублей.
Т. е. чтобы покрутить, повертеть, поднабраться опыта и выбросить

 

К контролеру подключается сначала АКБ для определения вольтажа.

 

Да-да, спасибо, я в курсе.

 

Из-за https://www.forumhouse.ru/posts/24581529/ возвращаюсь к идее создания ероплана на солнечных батареях.
Он у меня небольшой, поэтому больше чем два полугибких элемента C60 125x125 в него не впихнешь.
Но тогда они дадут всего 1.0 Вольт, а нужно около 12 В.

Поэтому прикидываю установить вместо C60 небольшие обрезки обычных поли- или монокристаллических элементов, понадобится ~24 шт.

Но тут возникает проблема в сложности пайки к ним шин и хрупкости элементов.
С пайкой я еще справлюсь, а вот с хрупкостью проблема, обычно у меня ломается ~60% элементов, и только 40% попадают в СБ.

Поэтому и интересуюсь наименее хрупкими элементами из известных.

 

Продолжение экспериментов с имеющимися C60.
Я уже писал, что если покрыть их чудесным лаком "Plastik 70" в риал-тайме, то стрелка амперметра даже не шелохнулась.

Но тогда пластина была расположена перепендикулярно Солнцу.
А сегодня решил повторить эксперимент с некоторыми изменениями - расположил пластину горизонтально.
Она показывала ~1.5 А. Но как только нанес первый слой лака, показания клещей тут же упали примерно до 1.0 А

И это было крайне огорчительно и непонятно.
Затем, в качестве некоторого утешения подыскал происшедшему вероятную гипотезу:
- если пластина перепендикулярно солнцу, то отражение от слоя лака минимально, лучи пронзают его без потерь;
- но если солнце падает под углом 40-50 градусов, то лучам легче отражаться от блестящей поверхности лака, вот они и отражаются.

А если не покрывать лаком, то первозданная поверхность C60 шероховатая, и за нее хорошо "цепляются" лучи Солнца даже под острыми лучами, и поэтому отдача мало меняется от углов наклона, это еще один плюс C60.

Вот же блин... ведь "Я на тебя рассчитывал, Саид!"

 

Форумчане, добрый день. созрела идея по теме, можно конструктивной критики?)
Смысл следующий: часть южного ската двухскатной крыши накрыть монолитным поликарбонатом "подшифер" (или плоским, не важно). Под ним установить модули солнечной панели (которые в рассыпуху с алиэкспреса). Собрать их на 36В и прям напрямую (без контроллеров, без аккумуляторов) запитать на греющий кабель (тоже 36В) замурованный в ушп. Систему собрать примерно на 2 кВт. Т. е. как солнышко есть - плита постоянно подогревается. Ну в жаркий летний день - принудительно отключать. Понятно, что двумя кВаттами плиту 70 кв. м - не сильно то нагреешь. Но все равно, тепло останется в доме и значит на это количество энергии меньше потрачу. Газа нет.

 

Основная проблема при

- это потеря большой энергии при инсоляции ниже той, на которую нагрузка рассчитывалась. Так как напряжение при нехватке мощности проваливается значительно ниже точки максимальной мощности панелей (MPP aka ТММ).