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如何弄一个个人太阳能发电系统,以及相关注意事项和介绍

时间:2022-11-06 08:38:31 | 浏览:652

我前些天发布了一篇文章关于应急物品列表的清单里有一样是太阳能发电,主要是给电脑(低功耗12V电脑24小时开机)、电风扇、照明、多台手机和其他智能家居设备充电,以及应急停电时烧个水,煮东西吃。没想到很多网友私信向我了解情况,我现在统一介绍下。

我前些天发布了一篇文章关于应急物品列表的清单里有一样是太阳能发电,主要是给电脑(低功耗12V电脑24小时开机)、电风扇、照明、多台手机和其他智能家居设备充电,以及应急停电时烧个水,煮东西吃。没想到很多网友私信向我了解情况,我现在统一介绍下。整篇文章篇幅有点长,网友自己根据已经了解部分的可跳读。以下引用到的图片,避免涉及广告嫌疑,我全把有品牌名称和LOGO图标的全进行了打码处理。


先简单介绍下,太阳能发电系统主要分为太阳能发电站并网到国家电网和离发电系统。对个人来说比较关注区别是并网是发出来的电直接接入到国家电网,电网定期把收益打到你银行帐户,而离网发电系统需要自己准备蓄电池存储电能,需要考虑到蓄电池成本和蓄电池寿命。我个人住在高层,并非顶层,使用的就离网太阳能光伏板发电,也就是需要蓄电池。一般来说成本相对目前电费来说相对比较高,很难较量什么时候才能赚回成本问题,如果您是地处于用电不方便或是电费成本实在太高或限电等原因,或者是考虑到应急准备(灾害准备和战时准备)或个人兴趣爱好,那您可以花钱折腾下,其他的不建议个人折腾哈。


需要购买的物品列表:

主要三大件设备:

1、太阳能发电光伏板;2、太阳能发电控制器;3、蓄电池(铅酸蓄电池、磷酸铁锂蓄电池或是三元锂电池等)

小配件:光伏线缆,电瓶串并联连接线(多个蓄电池时用到)。


可选设备:

直流电风扇、车载电饭煲、车载烧水壶等直流设备以及220V逆变器(用于将直流电转换成家电设备可用的220V交流电)。


我先说下我的个人太阳能发电系统的配备情况:


我书房角落里的太阳能控制器和底部蓄电池

(1)A级单晶太阳能发电光伏板3块,共370瓦,分别是100W+120W+150W,个人强烈建议买统一大小的,必要时方便选择串联或并联太阳能板。我是并联起来的,我的小阳台位置刚好只能塞下以上规格大小的,所以买了不同功率的。

(2)太阳能控制器一个60A的,一般个人根据太阳能板功率选择,一般是10A至30A或40A就可以了,因为我打算后面可能还会加太阳能板,所以预买了60A的,是12V/24V通用,是铅酸蓄电池和胶体免维护蓄电池使用,三元锂电池的得另外一版本控制器,下面会再详细点介绍。

(3)蓄电池:我使用了太阳能发电和风力发电专用的胶体免维护蓄电池,会比一般蓄电池会贵一点,使用寿命会长点。共3个,分别是12V38Ah、12V55Ah、12V65Ah,容量共158Ah。强烈建议购买统一容量的,不要问我为什么这么奇葩买不同容量的电瓶,因为我放书房那角落,只能拼起来放这几个大小规格的…


题外话

反正我对太阳能板功率和蓄电池容量大小的选择是很悲催,很被动的,只能根据有限的放置位置大小来选择。希望各位若条件允许,不要学我哈,要选择电压、容量大小、品牌一样的电池。要选择工作电压、功率一致的太阳能光伏板。但感觉我的情况正好适合像我一样住在高层楼房的城市人们,位置有限。


下面详细说下以上物品的功能介绍以及选择和使用的注意事项:


(1)太阳能发电光伏板:


太阳能板结构示意图

分单晶太阳能板和多晶太能板,要选择A级以上的,工艺和发电效率高。一般单晶发电效率比多晶太阳能板高,如果当地太阳阳光比较充足的,建议选择单晶太阳能板,如果当地阴雨天比较多的,选择多晶太阳能板。而且要选择板子里个二极管的,这个旁路二极管,起到防止热斑效应和反接短路保护,一般A级板都会有。当您的蓄电池电压为12伏的,用18v的太阳能板(开路电压一般为21伏),当为24伏蓄电池用36v的太阳能板(开路电压一般为42伏)。

我买的100W 大概百来块。这个支出不是大头。好的点太阳能板使用寿命一般有20年至25年以上,但发电效率会随着时间衰减。选择多大功率的太阳能板,要根据你当前的蓄电池电压和总容量来选择,跟商家说下,他们也会给你建议需要买多大功率多少工作电压的太阳能板才合适。

至于摆放方向和位置,楼顶一般最好是向南。但我的书房向东,只能向东,也就是只有早上太阳能晒到,假如身处高层的你,也只能根据实际情况来放置了,但没办法发挥太阳能板的实际功率,到时候不要错怪人家卖家,说人家的板子功率不足哈。


(2)太阳能控制器:

以下是网上找的几种太阳能控制器图

普通PWM太阳能控制器


这个是我目前在用的太阳能控制器


这个是比较贵的MPPT太阳能控制器

太阳能控制器的主要作用是将太阳能发的电给电瓶充电,防止蓄电池过充,过载保护,蓄电池过放保护,防电流倒流到太阳能板,防浪费电池电量损坏太阳能板等功能。千万不要省掉了太阳能控制器,很多人问没太阳能控制器行不行的?不行的,因为你现在弄的是离网太阳能发电,除非你不打算要蓄电池和太阳能板了。同样不要蓄电池也不行的,直接接负载设备会烧坏你太阳能板。没蓄电池,那晚上没太阳的时候,你怎么用电?所以白天要把太阳能发的电存储起来,这样晚上也可以使用。

一般太阳能控制器有便宜的几十块到百来块的,几百块,甚至接近上千的Mppt的充电效率高的太阳能控制器。个人使用的太阳能板不多功率不大的,选择个几十块的PWM类型太阳能控制器也是可以的,我自己选择了百来块的软MPPT类型的太阳能控制器,总的充电效率和充电电流效果还不错。但不建议一般个人花大价钱买真正的MPPT太阳能控制器,这种一般房车或是大功率太阳能发电站才用。

对了,太阳能控制器分两种版本的,一个是铅酸/胶体免维护蓄电池/磷酸铁锂使用,而三元锂/聚会物/18650电池的得另外一版本,千万别买错,建议下手购买前问清楚商家。当然如果像我说的那种贵的MPPT太阳能控制器是通用的。


如何选择适合的太阳能控制器?

关于选择MPPT类型,还是选择PWM类型我就不说了,上面提过了。现简单说一下,如何选择适合电流大小的太阳能控制器,打个比喻,如果只有一块100瓦12v系统的太阳能板其工作电压为18v 则100÷18≈5.6A,所以太阳能控制器应该选择10A的,在大于当前计算得的电流。同样24V蓄电池系统的,要用太阳能板总功率除以当前太阳能板的工作电压(如36V)等于所需的电流,最大电流值不要选择太接近太阳能控制器最大电流的控制器。原则上是A数越大,拓展性越宽,方便以后增加太阳能板。


太阳能控制器的接线顺序:

安装时,一定要先接上蓄电池,然后接上太阳能板光伏线,最后是负载。拆的时候反过来:先拆负载线,再拆太阳能板接线,再拆蓄电池连接线。


(3)蓄电池:

这个是太阳能发电系统中最大的花费,而且电池寿命有限。一般用到的蓄电池类型有:

普通铅酸蓄电池(使用寿命一般2至3年)、胶体免维护蓄电池(其实也属于铅酸蓄电池一种,但比较省事稳定安全,使用寿命会更长一些,一般3至4年)、最后就是贵的磷酸铁锂电池和三元锂电池,由于三元锂电池的不稳定性,危险系高,个人家庭里不建议使用,而且价格昂贵。磷酸铁锂电池其工作电压适中(3.2V)、单位重量下电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长,在高温与高热环境下的稳定性高。磷酸铁锂电池至少具有以下五大优点:更高的安全性、更长的使用寿命(一般8至10年左右)、支持快速充电、工作温度范围广。不足:磷酸铁锂存在一些性能上的缺陷,如振实密度与压实密度很低,导致锂离子电池的能量密度较低;材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,一致性差;产品一致性差;知识产权问题;关键价格也不便宜。

所以大家应该根据实际应用场景和个人预算选择以上电池种类。但家用着实不建议选择三锂元电池,新能源电动汽车就是使用了三元锂电池,要求技术极其严格。新闻上看到路上电动自行车突然爆燃的一般都是改装使用了锂电池的,还有把电动自行车拉进电梯,拉回家充电的,在电梯里爆燃,在家里充电时突然着火的一般都是使用了锂电池的原因。以上危险行为大家不要做哟。个人建议可以考虑普通铅酸电池,胶体免维护蓄电池,资金充足不计成本的可以考虑磷酸铁锂电池。


我们应该选择多大容量的蓄电池?

要根据你准备要供电的设备功率总和使用时长来计算选择多少Ah的电池。比如我的是12V共158Ah,理论电量就是12Vx158Ah=1896Wh,也就是约1.9度电,这只是理论上,因为你不可能把电池电量全用完的,会损伤电池,加上如果要用逆变器也有损耗。另外还要预计到如果连续3天(看你个人实际需求)阴雨天,没太阳能,太阳能板几乎没能发电,你当前电池容量能不能撑过3天,如果不能,需要加大电池容量。整个太阳能光伏发电系统中,蓄电池占成本最高,加上使用上寿命不长,严重影响了太阳能发电的发展和个人看的需求。如果电池存储电量问题和成本问题能解决,对太阳能发电和个人来说,以及环境保护问题将是极大的利好。


网上找的,自己收藏的,所需太阳能板功率,蓄电池容量大小的计算,仅供参考


(4)其他配件的选择:

太阳能板与太阳能控制器之间的连接线,一般使用光伏线缆,具有导电性好,耐晒耐雨淋,使用寿命长等特点。太阳能板功率不大的选择2.5平的就可以,太阳能板多的,功率大的直接上4平方和6平方的,具体如何详细选择不再一一展开,此处省略300字…。太阳能控制器与蓄电池之间的连接线尽使用纯铜线(紫铜无氧铜最好)。


逆变器的选择:


12V1600W纯正弦波逆变器

如果可以,一定要选择纯正弦波逆变器。

由于蓄电池是直流电,组成的电压一般是12V 24V 48V和60V以及72V。家里的电器是220V交流电,如果您确实需要用到,你要先确定你的蓄电池系统是多少伏的,然后再看你家里要用的电器最大功率,比如你要带个饮水机,如果额定功率是500W,那逆变器你至少要选择1000W功率以上的,因为逆变器是标称功率是指峰值功率,额定功率通常只有一半,千万别选择错了哦。我的是12V系统,蓄电池容量也不怎么大,我只想应急时能带动小电饭煲,烧水的饮水机,电视等800W以下的家用电器,所以我就选择了12V1600W的纯正弦波逆变器就适合我用了。您自己要根据自己的实际情况选择。但市面上很多是修正弦波逆变器打着说是纯正弦波逆变器或打字眼来欺骗消费者,大家选择的时候多留意下。

建议:如果可以,可以选择直流设备,比如直流电风扇,直流(车载)烧水壶,稳压降压模块给手机等充电等等,这样电量损耗少,用逆变器转换里需要损耗一定额外电量。


由于篇幅有限,很多地方没有详细展开来说,大家有什么疑问可以评论或私信。以上只是我个人折腾太阳能光伏发电期间所了解掌握到的,有什么不对的或漏说的,大家可以相互交流补充下。手机打这么多字很累,可能容易出错,请大家多多包涵谅解。

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