Солнечная электростанция на основе гибридного инвертора своими руками

На «СамЭлектрик.ру» есть статья на тему включения солнечных батарей в домашнюю электросеть через инвертор. Однако на этот раз представляем более подробную публикацию с пошаговым описанием установки солнечной электростанции на гибридном инверторе. Материал крайне детализирован и содержит даже такие мелочи, как создание каркаса для монтажа солнечных модулей, цены на комплектующие и настройка инвертора. В итоге приводится полная электрическая схема домашней энергосистемы с солнечной электростанцией и генератором. Кстати, автор публикации знаком и постоянным читателям блога, и некоторым производителям — это Владимир Шувалов из г. Чебаркуль. Недавно он рассказал нам про реле напряжения и тока TOMZN, которое будет упоминаться и здесь.

Итак, начнём, пожалуй.

Окупаемость и независимость

Вопросы об окупаемости наиболее актуальны. Возьмём мой случай для примера. На мою средненькую СЭС ушло примерно 120 т. р., и это только на инвертор, аккумуляторную батарею, солнечные модули и немного мелочёвки: показометры, автоматы, защита. На данный момент месячное потребление в среднем 90 кВт, тариф 3,36 р. Путем несложных вычислений, узнаем, что на потраченную сумму можно оплачивать Э/Э в течении 33 лет — с ростом тарифа меньше, а с поломкой оборудования — больше. И это с учетом полного перехода на альтернативу. С более дорогими СЭС на всю жизнь хватит и без всяких заморочек в виде покупки, постройки, обслуживания, замены вышедшего из строя оборудования... С «зелёный тарифом», на который все смотрят как на панацею, всё как-то мутно. Заключение договора на условиях, что оборудование будет приобретаться соответствующее их требованиям, то есть не более 15 кВт, а остальное идет бесплатно либо по оптовой цене, которая в два раза меньше тарифа. Пока без налога, затем планируют ввести.

Многие ещё так думают (и меня посещала такая мысль в начале): «Ну потрачусь сейчас, зато на всю оставшуюся жизнь и без проблем». Но проблемы будут всегда, и у меня они начали проявляться сразу в виде нагрева модулей, эффективности преобразования. О чём будет рассказано ниже.

Интересный случай, подтверждающий выше написанное. Сегодня (09.07.21) пришёл сосед по одному делу, заодно поинтересовался что это я нагородил. Начал разъяснять. Сосед загорелся, мол, тоже хочу, но когда услышал во сколько обошлось, заохал, замотал головой — не надо. Хотя имеет не самую дешёвую машину, у сына и дочери тоже по машине, а у меня велосипед и мотоблок. Но я не стал спрашивать, когда его машина окупится, просто объяснил, что кроме всего прочего нужно еще желание и умение этим заниматься. В общем хобби для того, кому в электрике охота покопаться. Сосед всё понял, похвалил и молча ушёл.

Думаю, с окупаемостью вопрос понятен! Единственное, когда об этом можно говорить, это когда СЭС работает для коммерции.

С независимостью также непросто. Для этого нужно мощную СЭС, что в 2-5 раз дороже. В дневное время энергии от панелей должно хватать на заряд батареи и питания нагрузки, а в ночное — энергии батареи для питания нагрузки.

Допустим, инвертор 5 кВт, панелей на 4 кВт, аккумуляторов на 400 А·ч и... не стоит на эти величины полагаться. В основном они не такие и зависят от солнца, нагрузки, температуры модулей, эффективности преобразования, сечения и расстояния проводов и т. д. Купив авто, мы же не можем гонять постоянно на максимальной скорости, всегда есть ограничения в виде светофоров, знаков и пр. Так и тут — что-то постоянно будет ограничено. Поэтому у меня не стояло цели на полную независимость. Главное, бесперебойная работа.

Возможно, моей СЭС и достаточно для частичной независимости, но это покажет время и тестирование, сейчас в режиме ИБП. В сентябре только завершил полную комплектацию: все приобреталось частями — инвертор, затем АКБ, а потом уже и панели. Так что однозначно не скажешь. Но всё же без света не сижу, и это греет душу. Хоть и не часто и длительно, но бывают отключения как на плановые работы (обрезка деревьев в течении 6-7 часов), так и спонтанные. Сижу сейчас с 2,5 т. р. на карте, до пенсии три недели... зато такой абсолютно независимый!

Три стимула для проекта

«С» — стабильность

Во-первых, нестабильное напряжение сети, перебои, невыполнение своих обязанностей РЭС при обращении. Окончательно повлияли на решение праздники без электричества. В Новый год отключилось сразу после 12-ти ночи, включили только днём.

23 февраля. Метель. Целые сутки без света. Днём наблюдал за фейерверками на высоковольтной линии, затем как электрики на автовышке «сопли морозили», перетягивая провода. Вечером включали-отключали. Что-то не получилось, включили на следующий день и похоже на другую фазу, напряжение 160-170 В (перекос фаз). Обратился куда следует. Через месяц приехала комиссия, но напряжение к тому времени уже подросло и днём бывало до 200-205 В, что входило в допустимый предел (по закону подлости в момент приезда комиссии). Проверяющие товарищи что-то пообещали сделать, но получилось как всегда.

Мечта

Во-вторых, детская мечта. В молодости пытался мастерить нечто подобное, ветряки из автогенераторов и тому подобные штуки, но не было таких возможностей как сейчас.

Нет праздности!

И в-третьих, нужно же чем-то заниматься на пенсии. Люблю ковыряться в электронике и электрике. При этом, если сводить дебет с кредитом, у меня не хватало на всё средств, жаба душила... Но непреодолимое желание было уже не остановить.

Кого интересовали эти вопросы, дальше читать нет смысла. Наверное, и желание пропало приобретать СЭС (как у моего соседа). Кому не нравятся длинные и нудные статьи — никого не принуждаю, вам решать читать или нет. Кому уже всё стало ясно, закрывайте страницу.

Для рискнувших продолжить, поясню: все описанные наблюдения и замечания сделаны начинающим «альтернативщиком», совершенно не имеющим опыта, а статистика собрана за небольшой срок использования — с 11 июня (сейчас декабрь), поэтому данные могут быть некорректны или неполны! Ну и как всегда, хотел короткую статейку, а в общем получилось типа большого руководства пользователя, где есть и по настройкам, и рекомендации, и прочие темы. Много фото. Нет, не так. Очень много фото!

В публикации, на мой взгляд, есть много ненужного. Например, какие уголки, как и чем крепил, из чего делал каркас. Ведь никто повторять точной конструкции не будет. Хотел убирать всё лишнее, но такие подробности дают как бы наводку — что можно применить и как. Например необязательно применять профиль 30×60 мм (как многие делают), такой профиль актуален при больших полях с расположением панелей в несколько рядов. Для однорядного небольшого поля достаточно (как показала практика) профиля 20×20 мм, и дешевле, и легче монтировать, и всё можно сделать одному. Для более длинного, достаточно увеличить количество укосин. Если бы в начале прочитал подобную статью, меньше сделал бы ошибок!

Гибридный инвертор

Он — основа СЭС, поэтому начинать нужно с него. Но я, пожалуй, начну с недостатков, так как вся просмотренная мной информация по СЭС больше о достоинствах и с хвастливым оттенком восхищения, типа «вот это мощь... посмотрите на приборы, 4 кВт от панелей...», какие наработки и прочие прелести. Такая информация пользы не несёт, а о недостатках не распространяются.

Речь идет про инвертор SILA V 3000P. Там же есть инструкции, но я расскажу своими словами. В конце статьи дам подробно, где что и по какой цене я купил.

В общем, что-то почерпнул из интернета, но больше приходится самому разбираться. Даже менеджер не смог адекватно объяснить какое рабочее напряжение инвертора от солнечных модулей. Нужно было узнать для подбора модулей, так как везде написана противоречивая информация.

На шильдике инвертора указано напряжение 30-32 В, в характеристике руководства — 30-37 В, в примере по выбору модулей того же руководства — 30-40 В, в характеристиках описания — вообще ничего. Для выбора подходящих солнечных модулей нужно обращать внимание на такие параметры инвертора, как ток заряда (50А), рабочее напряжение (30-32 V DC) и напряжение холостого хода (80 V DC).

Заявленной эффективности преобразования >95 % и близко не увидел. Может, я неправильно понимаю, но когда с модулей на инвертор идет 750 Вт, а с инвертора на нагрузку 500 Вт, всё что осталось в инверторе, считаю, ушло на преобразование. Подробнее скажу об этом ниже.

Высокочастотная схема = больше наводок и «шумов». Так, при работе солнечного контроллера хоть и тихо, но слышно ВЧ-писк. У себя не пробовал, но как говорят во многих моделях этого семейства, если идет превышении мощности, то оно отрубает вообще всё, включая сеть. Медлительный, при переключении питания от модулей и при работе, когда добавляется мощность нагрузки, сразу сосёт от аккумулятора и постепенно разгоняясь до полного потребления от модулей.

Разгон ещё связан со свойствами солнечных модулей — они также постепенно разгоняются. При включении ТЭНа (они включены напрямую до инвертора) сразу идет просадка напряжение с последующим увеличением до максимума в пределах 10-30 секунд. В принципе, это нормальное явление, всем же известно, что и АКБ и электросеть проседает (мигает лампочка) при подключении большой нагрузки.

Этот инвертор не работает без аккумулятора и похоже не переживёт внезапного его отключения. Но это не точно, я не проверял.

Видимо были инциденты, так как продавец вложил листок со своим предупреждением (чтобы не отключали аккумулятор когда попало). Хоть и не сообщается, но, скорее всего, это же относится и к солнечным модулям. Так что на подобных инверторах не советую внезапно отключать аккумуляторную батарею и солнечные модули.

К примеру, такой случай. При питании от модулей переключение на сеть должно произойти при соблюдении одного из условий:

• солнечная энергия недоступна
  или
• напряжение аккумулятора опустилось ниже установленного.

Целый день работал от модулей (SOL). Тестировал, наблюдал, а вечером решил дождаться переключения на сеть. Солнце уже на закате, при нагрузке 170 Вт мощности с модулей осталось 20 Вт, остальное шло от батареи. Решил ускорить процесс и отключил автоматом модули. Одно из условий соблюдено, но на экране ничего не переключилось. Зная о его медлительности, жду. Минут через пять все подключения исчезли на экране (осталась батарея), но переключения на сеть так и не произошло, даже в настройках переключил на сеть (U_tl). Подождал ещё минут пять, ничего. И только когда опять переключил на модули и обратно на сеть, переключился на сеть и всё стало нормально. Что было? Думаю, вроде как зависал! Но это при маленьком токе. А если отключить при большой нагрузке, наверное, может произойти как и в случае с аккумулятором. Так что лучше не рисковать! Батарею отключать по рекомендации продавца. А солнечные модули после снятия нагрузки путем отключения заряда и переключения его на сеть или после отключения инвертора. Также при отключении под нагрузкой может возникнуть дуга и сжечь автомат. Есть видео по этому поводу, например

Так что нужно применять автоматы постоянного тока. Полярность тоже имеет значение — там стоят магниты и отклоняют дугу на дугогасительную камеру.

Прим. «СамЭлектрик»
В видео постоянное напряжение 230 В, но некоторые производители допускают применение обычных АВ на постоянном токе при пониженном напряжении (менее 60 В). Но вопрос дугогашения остается нерешенным, поэтому старайтесь использовать АВ с высокой отключающей способностью (10 кА и выше), и желательно на самом низком токе и напряжении.

Видел ещё такую схему подключения — двойной разрыв провода. Для разрыва обеих проводов, соответственно, нужен 4р-автомат.

Информация на экране отображается опять же, по «китайской» логике. Лично мне не понятно, зачем отображать совместно!? Входная частота/выходное напряжение, входное напряжение от PV/выходное напряжение, ток заряда БАТ/выходное напряжение, напряжение БАТ/выходное напряжение, напряжение БАТ/выходная частота.

Единственное что правильно и логично отображается, это входное/выходное напряжение и напряжение БАТ/ток разряда БАТ. Разве не логичнее отображать напряжение БАТ/ток заряда БАТ или напряжение PV/ток заряда БАТ, а также входная частота/входное напряжение и то же с «выходными». Куда бы ещё ни шло, когда нагрузка в разных измерениях отображается совместно с напряжением БАТ, но остальное как-то не стыкуется. Какое отношение имеет напряжение БАТ к выходной частоте? И вообще, какой смысл наблюдать за частотой, если она постоянна? Везде напихали выходное напряжение, а оно всегда стабильно — 230 В при питании от альтернативных источников или равно входному при питании от сети (байпас).

Но больше всего меня волнует один недостаток — шум. Не факт что все (особенно последние модели), но инверторы SILA и ему подобные очень шумные: турбины (вентиляторы охлаждения) включаются на полную мощность при определенном проценте нагрузки — вроде =>10 %, — а не ориентируются по температуре. Две турбины — одна меньше, другая больше — включаются в зависимости от выполняемых действий инвертора. Они смонтированы внизу и высасывают теплый/горячий воздух через себя, что не очень хорошо. Холодный же воздух поступает в верху через боковые прорези. Как-то противоречит закону термодинамики!?

О шуме нигде не упоминалось, и я смонтировал всё у основного ЩУ в жилой зоне в расчете на удобство мониторинга в одном месте (особенно при тестировании). В данный момент в режиме UPS нагрузка подключена через байпас и турбины не работают. Пока так устраивает, но дальше посмотрю, и если не устроит шум при отключениях ЭЭ, придется перенести в другое место, куда и планировалось изначально. Так что рассчитывайте установку инвертора сразу ориентируясь на шумность. Лучше было бы включение по термостату. На фирме сказали, что на новых моделях так и делают. Есть мысли по переделке, но после окончания гарантии.

Примечание «СамЭлектрик»
Знакомо. Однажды тоже монтировал подобный инвертор, и получил претензию от клиента. Пришлось уточнять у продавца и менять модель. Неужели нельзя сделать включение вентиляторов по термостату, как это делается в промышленной аппаратуре? Или указывать на шум и писать, что установка в жилых помещениях из-за этого не рекомендуется.

Про плюсы пока мало что можно сказать, в основном по работе устраивает. По всем параметрам сильно не гонял, но нагрузку 2,6 кВт длительно отработал нормально. В основном нагрузка 100-300 Вт, иногда до 500-600 Вт (при работе холодильников), мощность модулей 1,7 кВт, поэтому в планах использовать для нагрузки и зарядки батареи солнечную энергию, но тогда точно нужно переносить инвертор.

Настройки инвертора

Руководства два, большое и толстое на русском (А4) и маленькое (А6) на английском. Но, как всегда, в начале многое не понятно, поэтому пройдемся по параметрам. Для начала можно всё поставить по умолчанию (естественно выбрав нужный тип аккумуляторов) и по ходу использования достраивать под себя.

(ENTER) Ввод более 3 сек переход в режим установки параметров. (UP) Вверх/(DOWN) Вниз — переход по параметрам и по «китайской» логике кнопка вверх листает с конца и уменьшает цифры, а вниз — наоборот, от начала и увеличивает. Нужно привыкать. После выбора нужного параметра нажать ввод, вверх/вниз подкорректировать параметр и вводом подтвердить. (ESC) Выход или через 20 секунд сам выйдет. Время не хватает если нужно заглянуть в руководство — это приносит неудобство, так как приходится заново добираться до нужного параметра. Кнопкой ENTER подтверждаются изменения параметра, а по ESC применяются! После изменения параметра можно сразу применить кнопкой ESC!

Параметры инвертора SILA:

• 00 — выход, ESC;
• 01 — приоритет источника питания, U_tI — сначала сеть, SOL — сначала СБ, SbU — приоритет СБ (если становится недоступен, переходит на другой доступный);
• 02 — макс. зарядный ток от сети и СБ, от 20 до 70 А (50 А);
• 03 — диапазон входного напряжения, APL — 90-280 В (для плохой сети), UPS — 170-280 В (для нормальной сети);
• 05 — тип акк. БАТареи, AGn — AGM, FLd — заливной, USE — настроить свой (в 26, 27 и 29);
• 06 — авто перезапуск при перегрузке, Lrd — нет, LrE — разрешён (код ошибки 07);
• 07 — авто перезапуск при перегреве, trd — нет, trE — разрешён (код ошибки 02);
• 09 — выходная частота, 50 — 50 Гц, 60 — 60 Гц;
• 11 — макс. ток заряда от сети, 15 или 25 А;
• 12 — напряжение возврата к питанию от сети, 22.0-25.5 V (23.2 В) (в режимах SOL или SbU);
• 13 — напряжение возврата к питанию от БАТ, 24.0-29.0V и FUL (28.0 В) (в режимах SOL или SbU);
• 16 — приоритет источника заряда, CSO — приоритет солнце (от сети если недоступно солнце), CUt — приоритет сеть (от солнца если не доступна сеть), SnU — солнце и сеть одновременно, OSO — только солнце (вне зависимости от доступности сети);
• 18 — звук на кнопки, bOn — включено, bOF — выключено (бипер при нажатии кнопок);
• 19 — автовозврат отображения, ESP — через 1 минуту на вх/вых напряжения, tEP — на последнюю выбранную;
• 20 — подсветка, LON — всегда включена, LOF — отключится через 1 минуту;
• 22 — сигнализация, AOn — включена, AOF — отключена (бипер при аварии);
• 23 — байпас при перегрузке, b9d —отключен, b9E — включен (когда включено, при перегрузке в работе от БАТ, прейдет на работу от сети);
• 25 — сохранять коды ошибок, FEn — запись ошибок включена, FdS — отключена (не понял куда записывает и как посмотреть!? Возможно, через ПО на компьютере);
• 26 — напряжение основного заряда, Cu — 24-29.2 V (28.4 В) (ни разу не видел, чтобы заряжал до этого напряжения, останавливается на напряжении поддержания. Возможно, когда сильно разрядится!?);
• 27 — напряжение поддерживающего заряда, FLu — 24-29.2V (27.6 В);
• 29 — отключение при низком напряжении БАТ, COu — 21-24V (23.6 В);
• 30 — балансировка БАТ, EEn — включено, EdS — выключено (уравнивание напряжения на банках);
• 31 — напряжение балансировки, Eu — 25-31.5 V (28.4 В);
• 33 — время балансировки, 60 —5-900 минут (5 мин);
• 34 — перерыв балансировки, 120 — 5-900 минут (10 мин);
• 35 — интервал выполнения балансировки, 30d — 0-90 дней (30 дней);
• 36 — немедленная балансировка, AEn — включить, AdS — выключена (запуск балансировки вне расписания, на время в п. 33, как отработает, переключается в AdS).

Трудно понять логику приоритета заряда. Например, в режиме питания от PV, заряд (дозаряд) тоже идет от PV, хотя стоит приоритет от сети. От сети тоже маленько что-то идёт, но на гистограмме это не отображается, а отображается питание нагрузки и заряд от PV. Пишут: «Приоритет источника заряда "Приоритет сеть — АКБ будет заряжаться сначала от сети переменного тока. Солнечная энергия используется, если недоступна сеть"». Сеть доступна и по внешним приборам видно, что малость идет на заряд от сети. Этот приоритет работает только если приоритетом выбран источник питания сеть!

Перевод параметров на русский

Ещё один немаловажный фактор для начинающих — непонимание английских аббревиатур на экране при настройке. Кому-то это покажется излишним, но я пока не перевёл и не понял их смысл, всё время путался. Пока отвлекаешься на просмотр в руководстве, экран переключается на начальный... и заново клацаешь по кнопкам до нужного пункта. Поэтому для понимания английских аббревиатур сделал расшифровку.

• 00-ESC_ESCape — выход
• 01-Utl_Utility — коммунальная сеть
• 01-SOL_SOLar — солнечная
• 01-SbU_Solar, battery, Utility — солнце, батарея, сеть
• 03-APL_ApPLiances — техника (плохая сеть)
• 03-UPS_Uninterruptible Power Supply — Источник бесперебойного питания (нормальная сеть)
• 05-AGm_Absorbent Glass mat — абсорбирующий стеклянный мат
• 05-FLd_FLooded — заливной
• 05-USE_USEr — пользовательский
• 06-Lrd_overLoad restart disable — перезагрузка при перегрузке запрещена
• 06-LrЕ_overLoad restart Enable — перезагрузка при перегрузке разрешена
• 07-trd_temperature restart disable — перезагрузка при перегреве запрещена
• 07-trE_ temperature restart Enable — перезагрузка при перегреве разрешена
• 13-FUL_full — полный (заряд АКБ)
• 16-CSO_Charge Sun Only — заряд только от солнца
• 16-CUt_Charge Utility — заряд от сети
• 16-SnU_Sun Utility — солнце и сеть
• 16-OSO_Only Sun Only — только солнце (без приоритетов)
• 18-bOn_button on — кнопки включёно
• 19-ESP_Е? Start Page — (разрешить?) на начальную страницу (переход на начальную страницу)
• 19-rEP_return E? Page — возврат (выбранная?) страница (оставаться на выбранной странице)
• 20-LOn_Light ON — включить подсветку
• 20-LOF_Light OFF — выключить подсветку
• 22-AOn_Alarm ON — включить тревогу
• 22_AOF_Alarm OFF — выключить тревогу
• 23_byd_bypass disabled — байпас отключен
• 23_byЕ_bypass Enabled — байпас включен
• 25_FdS_Fault diSabled — ошибка отключено
• 25_FEn_Fault Enabled — ошибка включено
• 26_CU_Charge Voltage (U=V) — напряжение заряда (Bulk-основного)
• 27_FLU_FLoating Voltage — плавающее напряжение (дозаряд, поддержание)
• 29_COU_Cut-Off Voltage — прекратить напряжение (Low-низкое)
• 30_EEn_Equalization Enabled — выравнивание включено
• 30_EdS_Equalization diSabled — выравнивание выключено
• 31_EU_Equalization Voltage — выравнивающее напряжение
• 36_AEn_Activation Enabled — активировать включено (немедленное выравнивание)
• 36_AdS_Activation diSabled — активировать выключено (немедленное выравнивание)

Дополнительные обозначения:

• АС — переменный ток (от сети)
• PV — фотоэлектрический (от модулей)
• ВАТТ — батарея аккумуляторная
• LOAD — нагрузка
• INPUT — вход
• OUTPUT — выход
• BYPASS — байпас (обход)

Аккумуляторная батарея

Судя по цене, АКБ, похоже, не новые, но пришли с «АлиЭкспресс» в идеальном состоянии. Хотя, по внешнем виду не сказать что б/у, да и заявлены, как новые. Может, перепакованы!? Но и по весу тоже соответствуют новым (2050 гр).

Пришли в картонной коробке, но хорошо переложены уплотнителем, с транспортным напряжением 3,3 В и с разбалансом 0,03 В (б/у так не держат!), с полным комплектом перемычек, гаек и шайб (не все продавцы так комплектуют).

Конечно, не факт, ведь продавцы разные бывают, но для 24-вольтовой системы нужно брать комплект из восьми штук, тогда они будут подобраны по одинаковым параметрам. А если брать два комплекта по четыре, то они могут отличаться параметрами, и при заряде будет разбаланс.

Собрал батарею, стянул малярным скотчем, предварительно вставив ремешок (удобнее перемещать, ставить в ящик). И, хотя корпуса банок изолированы пленкой, между ними проложил тонкий текстолит (можно картон). Не проверял, но есть такая информация, что на корпусе находится один из полюсов, и при прорыве пленки может перемкнуть банки. Зарядил до 3,65 В, затем подключил все банки последовательно.

Хотел сделать ящик из фанеры, но нашелся испаритель от старого холодильника, в аккурат под батарею. На дно прикрутил саморезами толстую фанеру, просверлив в ней несколько отверстий для вентиляции. На дно и с боков поместил реечки, чтобы был зазор для вентиляции. Чтобы с верху ничто не упало на контакты, вырезал крышку из пластиковой панели.

Ящик с батареей съёмный, я его повесил на два анкера под инвертором. Подключил проводом 25 мм². Длина плюсового — 50 см, минусового — 26. Конкретно еще не проверял, на сколько хватит заряда. В планах поставить кулонометр. Один раз меня не было дома, когда вечером от грозы вырубилось УЗО. Нагрузка ночью небольшая, видеонаблюдение (семь камер и два регистратора), всякая мелочевка и два холодильника. Утром, часов в девять, пришел и включил УЗО. В общем отработал 9-10 часов и неизвестно на сколько бы ещё хватило.

Про использование аккумуляторов в домашней энергосистеме на основе ИБП читайте обстоятельную практическую статью Александра Ткачева из Риги.

Солнечные модули

Знать напряжение холостого хода нужно при последовательном подключении модулей, так как складывается напряжение, а ток равен одной панели. При параллельном оно подбирается по рабочему току и напряжению, а напряжение ХХ модулей никогда не будет выше, здесь складывается ток, а напряжение равно одному модулю. Ток КЗ вообще не понимаю для чего нужен!? Знать каким током будет выжигать, случись где-то КЗ?

Примечание «СамЭлектрик»
Ток КЗ — важный параметр любого источника питания (от батарейки до розетки). Зная его, можно грамотно построить защиту и селективность в электросети. В данном случае, если один солнечный модуль защитить автоматом с номинальным током 10 А (буква, или характеристика отключения в данном случае не важна), то в случае КЗ после автомата он отключится примерно через час. Весь этот час солнечная батарея будет «кипеть». Если же номинал АВ будет больше 10 А, он автоматически не отключится никогда.
Подробнее в этих статьях:
«Ток КЗ — что это такое, его плюсы и минусы»
«Ток КЗ — как измерить и посчитать в домашних условиях»
«Селективность на модульных автоматах на практике достичь не реально».
Дополнение. Моя теория по поводу защиты от тока КЗ верна лишь отчасти, ведь выходное напряжение и ток меняются в очень широких пределах, и обеспечить надежную защиту от КЗ получится вряд ли. Читатель Алексей высказал, на мой взгляд, более правильное объяснение этого параметра. В частности, он пишет: «Для минимизации потерь, важно что бы внутреннее сопротивление источников тока было одинаковое. Ток КЗ может дать нам информацию о внутреннем сопротивлении».

Так как предоставленная производителем (а может, и продавцом) информация была противоречивая и для многих подобных инверторов указывает параметр 30-40 В, то я стал руководствоваться напряжением 30-32 В, указанном на шильдике, и выбрал панели с наиболее подходящем напряжением в 34 В и, возможно, большей мощностью. Чем меньше мощность панели, тем большее их количество нужно. А это увеличение цены. Например, на «АлиЭкспрессе» панели почему-то только по 100 Вт и чтобы набрать 1700 Вт (как сейчас у меня) нужно 17 шт, а самая низкая цена за одну такую панель — от 6 т. р. (+доставка из РФ). В итоге получается 102 тысячи.

Но это ещё не всё! Рабочее напряжение 18 В, рабочий ток 5,5 А. Нужно параллельно-последовательное соединение, по две параллельно и восемь пар последовательно, от 16 панелей будет 36 В/44 А/1580 Вт (у меня 34,6 В/49,5 А/1700 Вт). Получается, что поле панелей больше, чем нужно, с напряжением перебор, а с током недобор. Ну и весьма неприятная цена! Еще производитель инвертора рекомендует для ШИМ-контроллера панели, содержащие не менее, чем 72 элемента. В 100-ватных их, к примеру, 36. Думаю, нелишним будет прислушиваться к рекомендациям производителя!

Из моих наблюдений. Нагрев модулей негативно сказывается на производительность. Половина панелей выглядываю из-за ската крыши (особенно две крайние) и хорошо обдуваются, другие плохо. Отсюда разный нагрев. Не знаю почему, но сами панели также имеют неравномерный нагрев (ниже замеры края плюса и края минуса). От степени нагрева и выработка на каждой панели разная. Выделенные/панели/ по порядку слева на право.

Не вижу заявленной эффективности преобразования >95 %. Пусть даже отнять погрешность красного прибора, собственное потребление 25 Вт и заряд 15-20 Вт (в данном случае на поддержании). Это получается при полной выработке солнечных модулей 1.7 кВт, инвертор примерно только до 1-1,2кВт в нагрузку отдаст!? О падении напряжения в проводах не может быть речи, если сложить ток, замеренный на панелях, он будет равен что показывает прибор в ЩУ.

О падении напряжения в проводах похоже погорячился, так как замерял при средней нагрузке. Провода, возможно, ещё нормально держат 700-900 Вт, а вот больше 1,25 кВт с панелей не смог вытянуть, похоже падение в проводах. Давал нагрузку с инвертора ровно 1 кВт и плюс два ТЭНа 700 Вт (500+200 Вт), на приборе с панелей 27,7 В и 1,23 кВт. Чтобы понять, падение на проводах или модули больше не выдают, нужно мерять на модулях при максимальной нагрузке и сравнивать с приборами, но это буду делать летом. Сейчас таких нагрузок нет, нагружал для проверки максимум 880 Вт на ТЭНы.

Нагрузка инвертора 500 Вт (с модулей 700 Вт)

Нагрузка инвертора 1000 + 700 Вт ТЭНы (с модулей 1230 Вт)

Нужно размещать солнечные модули чтобы был равномерный нагрев. Я сделал неправильно! Думал будет продуваться вдоль). Ладно модули подключены параллельно и ток складывается, а если будет последовательно, ток будет ближе к наименьшему модулю, т. е. он больше не пропустит, а наоборот будет потреблять с других.

Немного тестов с маленькими солнечными панельками

Перед выбором солнечных модулей побаловался с маленькими панельками. Нашёл у себя пару, одна «Лель-1» от приёмника 65×110 мм (стекло, похоже, что моно), другая от повербанка 65×130 мм (здесь уже полистекло).

С какими параметрами неизвестно, но вроде одинаковые, во всяком случае, напряжение холостого хода. Чтобы не измерять холостой ход, в качестве нагрузки подключил старый аккумулятор. В общем, две фотопанельки, старенький аккумулятор, плата заряда, вольтметр (отключаемый кнопкой), переключатель. Всё это прилепил на скотч и термоклей. Переключатель вверх (к вольтметру) — последовательно, вниз — параллельно. Перепробовал все варианты при последовательном и параллельном подключении, при разном освещении (с лампами и солнцем) и поочерёдном затемнении одной из панелек (затенялось через жалюзи). Все фото есть, но выкладывать их до единой слишком затратно. Поэтому прото опишу и добавлю несколько штук для наглядности.

Поочерёдно подношу к LED 20 W:

• последовательно — моно 1.56 В, поли 2.74 В;
• параллельно — моно 3.28 В, поли 2.79 В.

Солнечно:

• последовательно — за жалюзи 2.87 В, моно на солнце 3.64В, поли на солнце 3.97 В;
• параллельно — за жалюзи 2.07 В, моно на солнце 3.17 В, поли на солнце 2.17 В.

Облачно:

• последовательно — за жалюзи 2.15 В, моно на солнце 2.53 В, поли на солнце 3.94 В;
• параллельно — за жалюзи 2.02 В, моно на солнце 3.10 В, поли на солнце 2.17 В.

Пасмурно — последовательно 0.3 В, параллельно 1.56 В

Эти тесты не несут какой-либо полезной информации, делались для себя и ради интереса. Просто решил поделиться, может, кто и увидит что-то полезное в этом. Но всё же видно, что без прямых солнечных лучей батареи лучше работают при параллельном включении. Поэтому я считаю, что в областях, где мало солнечных дней, лучше планировать параллельное включение.

Эксперименты с большими солнечными панелями FSM-340M

Эксперимент по проверке солнечных батарей в пасмурную погоду показал следующее:

Измерительные приборы и защита

Расскажу, какие приборы и другие прибамбасы стоят у меня в щитке.

Вольтметр

Вольтметр у счетчика поставил после 23 февраля. Стояла индикаторная лампа на 220 В. Как уже писал, было аварийное отключение, электричество получал от генератора, и когда дали ЭЭ, загорелся индикатор. Я отключил генератор и переключился на сеть. Что-то начало всё гудеть-мигать, не загораться... оказалось напряжение в районе 120-140 В. Оно и понятно, после дня без электричества у всех включились холодильники и прочая бытовая техника. Затем опять отключили, и началось... Весь вечер включения-отключения. То 230-240 В, то 150-160 В. Если бы стоял вольтметр, увидел такое напряжение и не отключал бы генератор — ждал нормального включения. Так и заменил индикатор на вольтметр. Дальше добавил сигнализатор отключения сети, чтобы дистанционно узнавать об отключении.

Энергомонитор

Деньги были, а заняться было нечем, вот и приобрел такой энергомонитор D69-2058 АС 80-300В 100А 6 в 1:

Захотелось посмотреть, как меряется коэффициент мощности. Стоит как общий на входе, взамен красному (что ниже). Я такие измерители, когда в одном много разных измерений, называю монитор, наверное, от слова «мониторить». Хотя и показометром тоже правильно называют — что-то меряет и показывает.

Философский вопрос на «перед сном»
А всё же, как правильнее называть такие приборы и их аналоги? Измеритель, показометр, мультиметр, энергомер, энергомонитор? Мер или метр, в конце-концов...

Точность показаний соответствует заявленной ±1 %, обновление всех параметров вместе, заявленная частота обновления — 2/сек. или раз в 500 мс. Но по ощущению чуть быстрее. Примерно раз в 300 мс.

PZEM-004 AC 80-260В 100A

Один раньше стоял общим на входе, затем ушёл под замену. Затем спалил шунтирующий резистор, попутал и подключил 220 В в токовый разъём, отремонтировал. Другой у друга сломался, купил новый, а этот мне на запчасти отдал, потом удалось восстановить (конденсатор в питании), так и остался у меня. Чтобы не валялись, решил на инвертор поставить. На вход и выход. На входе потребление больше, похоже инвертором на собственные нужды (как заявлено — 25 Вт).

Точность показаний и частота обновления не сообщается. Оно и понятно, показания и у новых были не очень точны, а из-за медленного обновления в основном не соответствуют (не синхронно). Даже, бывает, при одинаковом напряжении на одном ток меньше, а мощность больше, на другом наоборот. Если пересчитать показания (на фото), на первом не хватает 76 Вт, а на втором 63 Вт!

В общем не супер, но для примерного мониторинга пойдёт. Да и мощность на экране инвертора и второго монитора совпадает. Как мне кажется, ток неверно показывает (возможно из-за ремонтов или не успевает). Как показали наблюдения, частота обновления V и kW раз в секунду, а амперы — раз в четыре секунды!

PZEM-025 DC 0-300В 100А

Подходит для учёта выработки с солнечных модулей:

Точность показаний соответствует заявленной ±1 %. Довольно точный и при больших и при малых измерениях. Шунт встроен в прибор. Ток и энергию показывает как с плюсом, так и с минусом (можно поставить на аккумулятор). У меня показывает с минусом, так как подключил наоборот. Но мне и так пойдет, измерение в одну сторону и переключать не охота — провода толстые.

Какое-то интересное у него питание! И от измеряемого напряжения, но от 8 до 300 В, и от внешнего 5-12 В (другой разъём) — тогда измеряет от 0 до 300 В. Если измеряемое выше 8 В, то внешний БП не нужен (я поставил 6 В от ЗУ телефона). Фото для сравнения точности показаний. Интересно, даже в два часа ночи в полной темноте идёт 1 В с модулей, хотя, может, наводка какая!? Но при луне больше идёт!

От измеряемого напряжения можно питать, если оно не опускается ниже 8 вольт! Например, при питании от солнечных модулей утром начинает подниматься напряжение, и в районе 6-8 В прибор пытается запуститься, начинает моргать экраном. В этот момент может выйти из строя! Есть видео, где об этом говориться, и подобные приборы выходят из строя в момент попытки запуска. Не знаю, что именно, может прошивка слетает, но у меня один раз обнулилась энергия. Больше его не оставляю в такой ситуации.

Когда разбирал сделал фото, может кому понадобится.

О защите

Про УЗИс тоже есть статья

40 А стоит на розетки кухни и гостиной для мощных нагрузок, 16 А с инвертора на всё остальное. Пока нормально работают, но уже есть некоторые замечания. УЗО тип АС 30 мА 63 А электромеханическое, но по возможности поставлю тип «А» или «В».

На вход инвертора от сети поставил 2р-автомат С32 AC, а от солнечных модулей — 2р-автомат С50 DC. Хоть и заземлил солнечные панели и каркас, но всё же поставил УЗИП DC.

Показометр для батареи. Так как нет БМС, нужно как-то контролировать напряжение на банках батареи. Поэтому поставил такой тестер напряжения ВХ 100:

Тестер «2 в 1» с функциями цикличного отображения напряжения ячеек батареи и сигнализации низкого напряжения. Когда напряжение станет ниже установленного значения, то будет звуковой сигнал с миганием светодиодами, предустановленное значение 3,3 В. Кнопкой можно изменить настройки напряжения сигнализации и сохранить.

Описание:

• Используется для 1-8s Lipl/Li-ion/LiMn/Li-Fe
• Точность обнаружения: 0,01 V
• Напряжение ячеек: 0,5 V-4,5 V
• Общее напряжение: 0,5 V-36V
• 1S тестовый режим: 3,7V −30V
• Режим сигнализации низкого напряжения для 2-8S
• Диапазон значений набора сигнализации: OFF-2.7V-3.8V
• Размер: 40×20×14мм

Балансиры для банок в батарее

Зачем мне активный балансир если есть пассивные? С разбалансировкой банок в батарее имеем негативные последствия в виде неполного заряда/разряда отдельных банок, с быстрейшим выходом их из строя, поэтому необходимо применять балансиры. Пассивные балансиры практически лучше и достаточно их, но работают они только когда инвертор включает режим балансировки — всё настраивается и этого тоже вполне достаточно.

У меня батарея активно не используется, стоит в режиме поддержания, частая балансировка не нужна (стоит 30 дн). Можно поставить режим балансировки хоть каждый день, но есть люди (вроде меня) которых небольшая разность в показаниях как-бы напрягает J. Активный балансир работает всегда, с ним разбаланс между ячейками стал в пределах 0,04 В (в режиме поддержания на батарее 27.6 В, банки 3.42-3.46 В), с пассивными доходило до десятых. Крокодилами подключен активный зуммер, чтобы узнавать, когда включилась балансировка (пользовался при настройке).

На каждую банку устанавливается планка, состоящая из двух балансиров, каждый настроен на свое напряжение 3,55 (жёлтый светодиод) и 3,6 В (красный светодиод). Если первый не справляется, подключается второй.

Сигнализация

Для контроля отключений сетевого напряжения давно планировал сделать сигнализацию. Посмотрел, что имеется в интернете, взял за основу схему простого устройства и доработал. Есть с конденсатором, но от его емкости зависит время сигнала (несколько секунд). Я сделал на аккумуляторе от старого телефона.

Можно использовать любые подобные детали. У меня реле 220 В (Relpol R4-2014-23-5220), плата заряда лития с защитой (TP4056 5В/1A), аккумулятор от старого телефона (770 мА), ЗУ 2 А также от телефона, активный зуммер 3 В, сетевой выключатель, тумблер. Индикация ЗУ, красный — заряд, зеленый — заряжено. Индикация платы, красный — заряд, синий — заряжено.

При отключении сети (или сетевого выключателя S1), реле отключается и контактами замыкает цепь питания зуммера, переключение тумблера отключает зуммер, и в таком состоянии устройство находится в ожидании появления сети. При появлении сети реле срабатывает и опять пищит зуммер, снова переключаем тумблер, теперь в ожидании отключения сети. Также параллельно зуммеру можно добавить сверхяркий светодиод — это удобно, когда отключение случается в ночное время.

Затем решил добавить дистанционное оповещение, используя старый телефон. Смысл в том, что когда сработает реле сигнализатора, дополнительными контактами замкнёт кнопку быстрого набора в телефоне. У меня в смартфоне две СИМки, и я в начале сделал три кнопки. На одну СИМ звонок при отключении сети, на другую при включении, третью кнопку планировал использовать на событие инвертора. Например, разрядился аккумулятор.

Вначале всё работало нормально при отключении и включении Э/Э. Затем стало срабатывать и без отключения сети. Похоже на какие-то наводки. Не стал разбираться (экранировать), просто убрал все проводки от кнопок, оставил только от одной (на отключение сети) — работает нормально. Да, ещё вот что было: когда отключилось и тут же включалось через небольшой промежуток, а так как батарея телефона дохлая, начиналась зарядка и если окончание заряда совпадало с включением сети, то сообщение об окончании заряда становилось приоритетнее и звонка не было.

Также можно использовать для других целей, например, для сигнализации и если не сбрасывать, а ответить можно прослушать происходящее.

Описывать процесс с телефоном не буду, в сети полно информации. Например, вот интересная статья. Нужно только подобрать телефон, чтобы начинал быстрый набор при одном нажатии назначенной кнопки. А то у меня есть телефон с тревожной кнопкой, хотел её задействовать с минимальной переделкой, но там нужно ещё повторно подтвердить, т. е. два нажатия. С быстрым набором тоже самое. Заряд телефона от того же ЗУ-сигнализатора. Если батарея в телефоне совсем дохлая, питание можно взять с аккумулятора сигнализатора (при совместном использовании).

От кнопок проводки припаял на встроенный микро-USB, чтобы телефон был съёмным. Можно все напрямую (кнопки и заряд) — у старых обычно разъёмы разбитые, да и чем меньше контактов, тем меньше глюков. Будет идеально, если функционал кнопок не нарушится, так как он пригодится при настройке. Мне приходилось нажатие переделанной кнопки (3) имитировать выключением сетевого выключателя (остальные снова восстановил), но это только в начале. Чтобы не тратить баланс, при покупке СИМ сразу отключил все платные услуги, также входящие звонки, СМС и пр. На смарте поставил соответствующую картинку и надпись «ЭлектроНЕТ». Как только оттуда звонок, значит произошло отключение, сбрасываю и ничего не списывается, если только случайно не ответить (в начале было). Раз в три месяца нужно специально ответить, чтобы зафиксировали что пользуешься, иначе приостановят.

Как потом выяснилось, в телефоне с тремя кнопками не наводки были, а отваливались проводки в микро-USB (уж больно контакты миниатюрные). Это я понял когда и с одной кнопкой также начал косячить. Вот все же лучше напрямую соединять.

Мониторинг состояния системы

При установке чего-то нового в начале всегда хочется за ним понаблюдать, определить на что способен и т. д. С инвертором идёт ПО для мониторинга по кабелю.

В начале так и пользовался, тем более нашёл русифицированную версию WatchPower 1.12. Затем наткнулся на удаленный мониторинг инверторов семейства SILA по Wi-Fi, можно хоть на смарте удалённо посмотреть, графики или события, а также настроить оповещение по любому параметру.

Единственное, я сделал без дополнительного БП (оптимизировал), а для питания Wi-Fi использовал напряжение имеющееся на разъёме инвертора (14 В). Получилось с одним шнуром. Пошаговая инструкция будет доступна для скачивания в доп. материалах к статье.

Провода

Провода у меня были в запасе до 16 мм², поэтому я не боялся за большие токи. Кстати, это тоже одна из причин по выбору такого конструктива СЭС. Раньше занимался изготовлением сварочных аппаратов, мотал на железе от электродвигателей 5-7.5 кВт, а во времена СССР этого добра было море: сгоревшие двигатели, провода от кабелей. Вот так и остался запас.

С наконечниками хуже, хоть и было их полно на производстве, но в быту они не применялись, поэтому в запасе не нашлось. Готовые перемычки для аккумулятора 25 мм² (26 и 50 см) взял сразу при покупке инвертора, и так как в инвертор нужно вставлять штыревые, пришлось переделать. Сеть 220 В на инвертор и от него 4 мм².

Так как клещей для опрессовки наконечников у меня нет, а на один раз покупать — не слишком дальновидно, для обжимки кабеля 25 мм² использовал такой способ: распилил подходящую гайку, затем этими половинками обжимал в тисках. Результат видно на фото.

Как подключил солнечные элементы:

С каждого модуля до коробки идёт пять пар 4 мм², с коробки до ЩУ и дальше на инвертор пара 16 мм².

К разъёмам для модулей припаял провод 4мм2, предварительно обжав жилы.

Каркас для монтажа

Для каркаса всё нашлось дома и у знакомых. Только купил за 1 000 р. две 6-метровые профильные трубы 20×20 мм (не захотелось варить из кусков). Так как делал один, пришлось продумать конструкцию, чтобы можно было одному собрать. За основу взял 40-миллиметровую ф-трубу, приварил три уголка 40 мм длинной по 1 м по центру и ближе к краям. Эту основу закрепил на карниз фронтона, прикрутив уголки саморезами. Затем снизу приварил укосины и закрепил к бревнам стены.

Сварил каркас из проф. труб 1×5 м, поперечины — из 20-миллиметровой, стойки из 25-миллиметровой. Снизу к стойкам приварил П-образные скобы из уголка чтобы поставить на трубу-основание, сверху проушины для дальнейшего крепления на болт верхних укосин. Дальше подъём этого каркаса. «Закорячил», установил скобами на трубу, каркас удачно с уклоном упёрся в шифер. Поставил верхние распорки, раздвижные из 15-миллиметровой проф. трубы в 20-миллиметровой (на случай изменения угола наклона). Скобы с трубой обжал хомутами; каркас не слетит и можно изменять его положение. Заземлил и всё покрасил грунтовкой.

Эквилибристика

Размер панели 1700×1000мм, вес 19 кг. Придумал, как одному поднять и закрепить. От верха отступил 30 см, приклепал клепочником уголки, чтобы можно было их зацепить за верхнюю поперечину и дальше заниматься креплением. Уже на месте сверлил каркас с уголком панели (иначе точно не разметить) и скреплял болтами м8×30. На сверло одел трубку-ограничитель, чтобы не заехать в панель. Панели поднимал руками и помогал ногами, прям как обезьяна. Веревку перекинул через верхнюю поперечину, к панели крепил ниже уголков проволочной скобой.

Стоя практически на одной ноге на лестнице и наклонном шифере, рукой и другой ногой подталкивал панель вверх, а последней оставшейся конечностью подтягивал верёвку для страховки. Подталкивал, подтягивал, и так, пока не зацепил уголками. Так установил и закрепил три панели, наступал вечер, да и крыша закончилась. Последние две панели нужно поднимать по лестнице. На следующий день пришлось позвать помощницу, подержаться за верёвку, подстраховать. К сожалению, сделать несколько фотографий того, как я по-обезьяньи затаскивал панели, не вышло.

Но всё удачно получилось!

Провел провода, подключил, работает. Первый снег лёг на панели — угол наклона небольшой. Днём температура плюсовая, быстро сходит. Сменил угол наклона, поставил почти вертикально, теперь не ложится (только мокрый налипает).

Итоговая схема проводки

Схема всей домашней электрики с СЭС и генератором получилась такая:

Некоторые пояснения

Проводка от гор. сети. Ввод до автомата 10 мм² (АС). После, до переключателя 8 мм² (АС). До групповых автоматов 4 мм² (АС). На розетки 2,5 мм² (АС). На освещение 1,5 мм² (АС). Проводка по СЭС. Вход и выход инвертора 4 мм² (АС). От аккумулятора 25 мм² (DC). От каждого модуля до коробки 4 мм² (DC). От коробки на автомат (через шунт) и далее, на инвертор, 16 мм² (DC). На УЗИП 4 мм² (DC).

Провод заземления на клемник РЕ 16 мм².

Кругляшки на однополюсном автомате С20 и на общей нулевой шине — это точки бывшего подключения до установки переключателя. Стоял двухполюсный, поставил этот чтобы не было пустого места и можно использовать вместо байпаса в случае поломки переключателя. О приборах есть отдельный раздел, об остальном писать не вижу смысла, всё подписано и соответствует реальному расположению (как на фото). Правда на схеме нет коробки, куда идут провода от модулей, просто места не хватило нарисовать (фото коробки есть в разделе о проводах). Там всё просто: от каждого модуля идёт в гофре по два провода +/- (пять пар 4 мм²) в общую коробку на чердаке, на клемник подключаются все провода через наконечники и выходят двумя проводами +/- (16 мм²), которые идут в ЩУ СЭС и дальше в инвертор.

При последней модернизации проводки пришлось нарушить обои для снятия полосы ГВЛ в углу и как всегда оставить в таком виде до текущего ремонта. Часы поставил для фотофиксации.

Можно сказать, к Новому году готов.

Несколько слов об инверторе

Почему именно гибридный? Конечно можно отдельно, инвертор, солнечный контроллер, зарядное от сети и всё как-то контролировать, подключать/отключать, при этом нужно подбирать соответствие друг к другу, что не всегда соблюдается и влечёт негативные последствия. А в гибридном всё в одном и протестировано производителем.

Почему с контроллером PWM, а не более новым MPPT? Во-первых, цена ниже (26/34 т. р.). Во-вторых, для моего использования (ИБП) достаточно PWM. В-третьих, проводил тесты с панельками разных типов, при разном освещении и с подключением последовательно/параллельно. При параллельном подключении результат оказался лучше (об этом написано в разделе о панелях). PWM под большими углами и в пасмурную погоду работает лучше. Но у МРРТ диапазон рабочего напряжения намного шире, поэтому легче подобрать солнечные модули и больше подходит для постоянного питания нагрузки от солнечных модулей и батарей (у меня другая цель).

С каким функционалом инвертор лучше? Конечно, с функцией подмешивания, но это в два раза дороже. Со стабилизацией на выходе, но это как правило от 5 кВт, а значит, на 48 В и батарей нужно в два раза больше. Такие инверторы рассчитаны на большую мощность. Им нужно большое поле солнечных модулей и большую емкость батарей. 5 кВт сразу отпали из-за количества аккумуляторов, и всё присматривался к модели SILA VI 3000MH с функцией подмешивания. Однако цена в 52 т. р. и нижнее напряжение от солнечных панелей 120 В, для которого нужно больше фотоэлементов, не позволили сделать покупку — пришлось бы лет 5 собирать и на станцию, и саму установку.

Почему без БМС? Потому что это электронный предохранитель аккумуляторной батареи, который следит за каждой банкой, и если напряжение станет ниже или выше в одной из банок, то отключит всю батарею. А по заявлению производителя инвертора, внезапное отключение аккумулятора под нагрузкой может негативно сказаться на всём, вплоть до выхода из строя инвертора. В нём есть настраиваемая защита при каком напряжении отключать батарею. За банками следят балансиры, и в инверторе настраивается напряжение и периоды балансировки. Также за каждой банкой следит вольтметр, который хоть и не отключает ничего, но зато зуммером сообщит о выходе напряжения за нижний предел (до отключения инвертором). Так что в моём случае лучше без БМС.

ТЭНы 36 В 200/500 Вт для нагрева

Когда батареи полностью заряжены, и солнце работает впустую, куда девать энергию? На ТЭНы!

Не знаю, но почему-то все используют «сброс на балласт» через инвертор на тэны 220 В или, если напрямую, то набирают панелей на 220-240 В, а это, как минимум, в пределах 10 панелей и потери на преобразование. Зачем лишние преобразования и потеря КПД? Я не хочу нагружать инвертор нагревателями, а эксперименты с ТЭНами на 220 В с подключением к низкому (40 В) напряжению модулей, результатов не дали. От трёх тэнов (3×2200 Вт от чайников) максимум было 160 Вт, что явно мало.

Поэтому я взял ТЭНы 200 и 500 Вт на 36 В, поставил на отопление и подключил напрямую к модулям. В дневное получается экономия газа! Для пробы подключил ТЭН 200 Вт и нагрел холодную воду в трёхлитровой кастрюле до 75 °С за 45 минут. Было солнечно, напряжение поднялось до 39 В и мощность 290 Вт.

Эксперименты с ТЭНами

Поставил сразу оба ТЭНа для экспериментов с разной мощностью (последовательно один, другой параллельно). Мне нужно добиться, чтобы ТЭНы не нагревали сильнее, а поддерживали температуру воды отопления в течении дня, нагретую ночью газовым котлом. В начале подключил ТЭН на 200 Вт, утром нагрел отопление до 41 °С. Температура на улице 5-10 °С, солнечно, напряжение до 38 В и мощность до 280 Вт. За день отопление остыло до 33 °С (обычно остывает до 26). Маловато!

На следующий день подключил ТЭН 500 Вт, отопление 27 °С (не подогревал), солнечно, напряжение до 39,7 В мощность до 565 Вт. С 9 до 13 часов нагрело до 33,2 °С. В общем нормально, в холодное время нагретое должен поддерживать и в запасе есть еще ТЭН 200 Вт.

Сейчас нагрузка на модули только ТЭНы, нагрузка дома от сети. Когда солнце, но прохладно около 0 (и даже пасмурно, но видно солнечное пятно) напряжение 39-41 вольт и поэтому ТЭНы выдают больше, 200-ватный 320 Вт, 500-ватный 600 Вт и вместе 865 Вт. При полной мощности (865 Вт) розетка и провода 4 мм² на ощупь становятся теплыми, поэтому убрал розетку и подключил провода 8мм2 к верхним клеммам автомата DC-50А (TOMZN), а у ТЭНов поставил автоматы 25 и 63 А (АС что было, дуги нет, видимо напряжение низкое).

В общем ТЭНы потребляют 880 Вт при нормальном солнце и поддерживают температуру в районе 43-45 °С. Зимой этого как-то маловато, поэтому планирую ещё поставить один на 500 Вт. Для бесперебойного питания такой конфигурации вполне достаточно в моём случае. Как сейчас всё работает, меня устраивает, но пока не придумал, куда летом использовать энергию с солнечных модулей (отопления не будет). И как уже говорил, чтобы использовать по полной, наверное, придётся переносить куда-нибудь инвертор из-за шума. Есть желание ещё попробовать поставить пару ТЭНов по 500 Вт на 220 В, сравнить какой будет эффект между 36 В (напрямую) и 220 В (через инвертор). Но это только в планах.