Просьба к "понимающим", "соображающим", "хорошо знающим энергетику (а солнечную особенно)" не позорьтесь - и не пишите А/ч, А\ч и прочие вариации. Запомните, пожалуйста, что емкость измеряется в А*ч (Ач).
Итак:
Немного о том, что же из себя представляет солнечная энергетика:
Общие сведения:
При использовании солнечных батарей энергия солнца напрямую преобразуется в электрическую. Этот процесс называется фотоэлектрический эффект. Эффективность преобразования (в бытовых панелях) составляет до 22%. Но, поскольку энергия все равно бесплатная коэффициент преобразования нас волнует только с точки зрения площади панелей (поскольку цена за панели идет за 1 Вт полученной энергии). Поэтому коэффициент полезного действия (КПД) ( который некоторые считают, и этим обосновывают неэффективность солн. панелей) - ... большая неумность.
Заряд аккумулятора от солнечной панели полезен аккумулятору (даже если в наличии есть генератор). Это связано с тем, что аккумулятор за 20% времени набирает 80% заряда, и за оставшиеся 80% процентов времени берет оставшиеся 20% заряда. Т.е. в конце заряда ток заряда аккумулятора снижается. И использование генератора для зарядки аккумулятора "до конца" нецелесообразно. Вот здесь-то солнечная панель, даже небольшой мощности сослужит неоценимую службу. Если все время заряжать от генератора на 80%, без регулярного заполнения аккумулятора "полностью", то смерть аккумулятора наступает очень рано.
Сразу же скажу - "сказки" циркулирующие на караванерских сайтах о том, что солнечная панель дает зарядку даже под уличным фонарем ночью - это именно сказки. Токи заряда в 0,01-0,05 А конечно идут, зелененький светодиод светится, но аккумулятор 100 А*ч вы будете заряжать таким током около 4000 часов, т.е. около 170 дней. На самом деле вообще никогда не зарядите, но для понимания процесса указанные расчеты полезны.
Для использования солнечной энергии караванеру необходимо:
Солнечная панель (панели),
контроллер,
аккумулятор,
провода
если собираетесь пользоваться приборами на 220 В, то преобразователь 12-220.
Солнечные панели.
1. Солнечные панели делятся по типу элементов: монокристаллические и поликристаллические и аморфные.
Монокристаллические и поликристаллические у караванеров используются. Рассмотрим их различия:
Внешне они различаются по цвету (монокристалл-черные , поликристалл-синие ).
По структуре (см. фото ниже)
По эффективности (у монокристаллической панели больше КПД, поэтому, при той же мощности, она имеет меньшую площадь (примерно на 1/3)
По цене (цены за 1 Вт на монокристалл и поликристалл - панели почти сравнялись (разница составляет 7-10% в пользу поликристаллических (они дешевле)).
По работе в тени ( в условиях частичного затенения поликристаллическая панель дает лучшие показатели. При перпендикулярном падении солнечных лучей, напротив, выигрывают монокристаллические Поэтому, при применении монокристаллических панелей вопрос корректировки положения панелей относительно солнца имеет более важное значение).
Вот здесь неплохое сравнение монокристалла и поликристалла с выводами По итогам дня монокристалл, все-таки выигрывает.
"Следилки за солнцем" есть, разработаны украинскими товарищами (Автоматика ориентации солнечной батареи и Мой конструктив для автоматической ориентации СП на солнце)
Аморфные - гибкие, имеют существенно более низкий коэффициент преобразования (6-10%), имеют более значительную деградацию (меньший срок службы), поэтому для караванеров интереса не представляют.
2.Солнечные панели делятся по мощности и напряжению:
Бытовые панели бывают мощностью 5-200Вт.
В напряжении панелей ошибочно указывают 12 и 24 В. Однако, это не те 12 и 24 вольта, которые в аккумуляторе. Фактически, панель на 12 В имеет напряжение холостого хода около 21 В, напряжение максимальной мощности 17,8В. Но, сначала, про параметры солнечных панелей:
Rated Power (мощность панели) (измеряется в Вт).
Указанная мощность достигается в следующие условиях: (Measured at standard test conditions: 25°C, AM1.5, 1000W/m2) - температура панели (!) 25°C (а не воздуха ); диапазоне света, отвечающего солнечному излучению после прохода безоблачной атмосферой Земли (воздушная масса 1,5); приходящая солнечная энергия 1000 Вт/кв. м.
При повышении температуры солнечной панели (а на солнце она, естественно, сильно нагревается до 75°C и выше) производительность падает (при 75°C на одну треть). Компенсацию уменьшения производительности необходимо производить увеличением мощности (площади) панелей.
В пасмурную погоду удельная мощность солнечного излучения в очень облачную погоду (широта средней полосы России) даже днём может быть менее 100 Вт/м². Это означает снижение мощности, выработанной панелями в 10 раз. Учтите это при выборе мощности панелей.
В средней полосе России количество вырабатываемой энергии (для неподвижных панелей, ориентированных на юг) в солнечный день можно прикинуть по фомуле:
Мощность (в Вт)*5=выработанная энергия (в Вт*ч).
Tolerance +/- 5% - допустимое отклонение параметров от номинала
Max. power voltage, Vm - напряжение при котором с панели снимается максимальная мощность. Дело в том, что солнечная панель имеет очень своеобразную вольт-амперную характеристику.
Электрический режим работы солнечной панели в каждый момент времени характеризуется точкой на вольтамперной характеристике, соответствующей мгновенным значениям тока и напряжения. Мгновенная выходная мощность, равная произведению тока и напряжения предоставлена на вольтамперной характеристике как площадь, ограниченная осями координат и прямыми, соответствующими мгновенным значениям тока и напряжения. Оказывается, что, зная параметры вольтамперной характеристики солнечной панели, можно найти на ней такую точку, что эта площадь, а значит, и выходная мощность будут максимальными. Такую точку называют МРР (англ. сокращение от maximum power point - точка максимальной мощности), а соответствующий ток и напряжение обозначают lmpp и Umpp. Для достижения такого режима работы достаточно отрегулировать сопротивление нагрузки солнечной панели так, чтобы оно было равно Umpp/Impp.
Если последний абзац не понятен, то, проще можно сказать так: мощность модуля (количество вырабатываемой энергии=произведению силы тока на напряжение) зависит от того какое напряжение с этого модуля снимается. Есть некое оптимальное напряжение, которое меняется от освещенности.
Подробнее эту часть рассмотрим в разделе "контроллеры".
Max. power current, Im - максимальный ток (достигается при определенном значении Vm).
Следствием такой вольт-амперной характеристики является то, что с дешевым контроллером (ШИМ/PWM) максимальную мощность от солнечной панели получить не удастся.
Open circuit voltage (Voc) - напряжение разомкнутой цепи.
Short circuit current (Isc) - ток короткого замыкания.
Иногда, справочно, указывается параметр Cell efficiency - количество падающей световой энергии, преобразумой в электричество.
Теперь, вернемся к мощности панелей.
Какую мощность предпочесть? На эту тему сломано не мало копий на всех сайтах, посвященным караванерам.
Краткие выводы из 2857 постов:
1. Много солнечных панелей не бывает.
2. Если ваши солнечные панели в тени (неважно почему), то выработка снижается до 10 раз.
3. Необходимый минимум (по мнению большинства) 100 Вт.
4. Есть те, кому хватает 60 Вт, но те, у кого 100 Вт, обещают тем, у кого 60, скорую необходимость в докупке панелей.
5. Купить сразу с запасом дешевле, чем докупать потом.
6. Компрессорный холодильник от 200 Вт панелей работать на постоянной основе не может, даже в солнечный день.
7. Запустить кондиционер от солнечных панелей - задача нереальная (проверено и теоретически, и практически. 650 Вт панелей с задачей не справились).
Отдельные пункты из списка могут быть опровергнуты в идеальных условиях, но в целом - их можно принять за правило.
Подсчитать необходимое количество панелей можно здесь (это ссылка), либо самостоятельно.
Считаете сколько Вт*ч вам надо в сутки. Далее, делите ваши Вт*ч на 12 В (для 12-вольтовой сети), получаете А*ч. Умножаете их на два (если планируете пережить 1 день без солнца), на три (если 2 два дня) и т.д. - получаете емкость аккумулятора (про аккумуляторы - позднее) и примерную мощность панелей (1А*ч емкости аккумулятора хорошо сочетается с 1Вт солнечной панели).
Что дает увеличение емкости аккумулятора рассмотрим в разделе аккумуляторы, а увеличение емкости солнечных панелей позволяет максимально накопить энергию, если солнце выходит ненадолго, справиться с подачей энергии, если день пасмурный и т.д.
3.Солнечные панели делятся по виду основы на алюминиевой раме со стеклом сверху и на пластиковой основе под прозрачной пленкой
Плюсы алюминиевой рамы и стекла очевидны - прочность, надежность; в недостатках - вес (грузить крышу каравана на наших "дорогах" - роскошь малопозволительная).
Плюсы панелей на пластиковой основе - они немного гнутся, легкие (100 Вт панель весит около 2 кг), но в полтора-два раза дороже и защитная прозрачная пленка царапается очень легко . В общем, платим в любом случае мы либо за облегчение панелей, либо за ремонт каравана.