Énergie solaire pour la maison

Comment les centrales solaires pour la maison. Conseils pour choisir un circuit et des composants

Les sources alternatives d'électricité sont de plus en plus intéressées par les propriétaires. Ils sont attirés par le faible coût d'utilisation de l'énergie solaire. Mais l'introduction massive d'appareils fonctionnant à partir du flux de lumière solaire est limitée par le coût élevé des équipements et la complexité de leur sélection et de leur installation.

En fait, assembler de vos propres mains et faire fonctionner une centrale solaire est à la portée d'un maître à la maison, même d'un étudiant senior. Pour ce faire:

• vous familiariser avec les principes du schéma,

• déterminer les tâches de l'équipement,

• choisir l'équipement de station le plus adapté,

• effectuer l'installation mécanique de tous les éléments,

• assembler un circuit électrique

• vérifier les performances et fonctionner avec compétence.

De nombreuses expériences pratiques nous permettent de recommander un schéma universel pour résoudre les problèmes d'une centrale solaire pour la maison.

Schéma typique d'une centrale électrique domestique avec une batterie solaire (cliquez sur l'image pour l'agrandir):

Il comprend:

• module solaire basé sur des cellules photoélectriques individuelles,

• contrôleur

• batteries de stockage d'énergie électrique,

• onduleur.

Il faut bien comprendre que dans une centrale solaire, le rôle des panneaux solaires n'est pas dans l'alimentation directe des consommateurs électriques (bien que dans certaines situations cela se justifie: montres, calculatrices et appareils similaires), mais dans la fourniture d'une charge pour les batteries de travail du circuit, qui:

• recevoir l'électricité des modules solaires,

• l'accumuler et le transmettre aux consommateurs.

La question de la création d'une station d'appartement doit commencer par déterminer sa charge. Pour ce faire, nous devons analyser tous les consommateurs qui travailleront à partir de l'énergie du soleil. Ils sont divisés en deux classes principales:

• appareils fonctionnant sur 220 V AC,

• équipements électroniques et informatiques, fonctionnant à partir d'une tension continue de 12 / 24V.

Les moteurs électriques des réfrigérateurs, machines à laver, aspirateurs et autres appareils fonctionnent uniquement à partir du réseau ~ 220V / 50Hz. Ils devront être connectés via un appareil qui forme des harmoniques sinusoïdales avec les caractéristiques nécessaires de la puissance constante des batteries. Cet appareil est appelé onduleur.

Comment cela fonctionne et comment le sélectionner pour certaines charges est le sujet d'un article séparé. Et maintenant, il est important de comprendre que la puissance de sortie de l'onduleur sélectionné doit garantir le fonctionnement fiable de tous les consommateurs qui y sont connectés et même avoir une petite marge.

Afin d'économiser, le fonctionnement alternatif des consommateurs de courant alternatif est tout à fait acceptable. Convenez qu'il n'est parfois pas nécessaire d'allumer l'aspirateur de lavage pour chauffer l'eau pendant que le lave-linge fonctionne. Il est sage d'attendre que le lavage soit terminé, puis de prendre un aspirateur. Cela réduira considérablement la charge sur l'onduleur.

La transition vers l'utilisation d'une centrale solaire dans la maison doit être combinée avec le remplacement des dispositifs d'éclairage du réseau. Cela n'a aucun sens de dépenser l'énergie de l'onduleur pour chauffer les filaments des lampes à incandescence. Ils doivent être immédiatement abandonnés ou, dans des cas extrêmes, passer à des lampes à économie d'énergie fonctionnant à une tension = 24 / 12V.

Cela vous évitera de gaspiller de l'énergie car, comme le reste des équipements électroniques et informatiques, ils peuvent être alimentés directement à partir de la tension constante des batteries de stockage.

Voyez ce qui se passe: le circuit électronique, par exemple, d'un ordinateur portable est alimenté par une batterie = 12V.

Pour le recharger, une alimentation électrique est utilisée, qui convertit une tension alternative de ~ 220V / 50Hz en une valeur de = 19V.

12 volts suffisent pour cet ordinateur portable. De plus, il est généralement possible d'en retirer la batterie et de l'alimenter directement depuis les accumulateurs (batterie). Avec cette méthode, environ 40% d'économie d'énergie est créée par rapport à la méthode de double conversion par un onduleur puis un bloc d'alimentation.

Pourquoi charger en plus la conception créée avec des appareils inutiles, chauffant sans raison l'air ambiant avec des appareils électroniques complexes? Le schéma d'alimentation de chaque assistant domestique doit être bien pensé et de manière similaire pour simplifier son alimentation. Cela nécessitera très peu de frais:

• morceaux de fil

• adaptateurs standard.

En conclusion de ce travail, il ne sera pas difficile de calculer la puissance de sortie requise de l'onduleur, et il est déjà possible de sélectionner le modèle approprié à l'achat.

Il est maintenant temps de décider des batteries de stockage pour votre centrale solaire domestique. Les règles de leur choix et les principales caractéristiques ne sont pas examinées ici - il s'agit d'un sujet séparé volumineux, qui sera discuté en détail dans un autre article.

Et maintenant, nous allons nous concentrer sur le fait que ces batteries devraient alimenter de manière fiable les deux groupes de consommateurs, ce que nous avons brièvement examiné. Ici aussi, il faut respecter l'ordre de fonctionnement des appareils et avoir une sorte de réserve.

Après avoir décidé de la tâche des batteries (leur capacité et leur tension de sortie totale), vous pouvez sélectionner les modules solaires. Leur production moderne produit un large assortiment avec différentes méthodes de fabrication. Ils ont des caractéristiques et des capacités différentes.

Veuillez noter que les modules solaires:

• selon la tension de sortie doit correspondre aux accumulateurs,

• posséder une puissance capable de fournir un courant de charge nominal aux batteries de travail dans des conditions d'éclairage moyennes.

Il y a un autre appareil dans ce circuit: le contrôleur. Il travaille comme intermédiaire entre les panneaux solaires et les accumulateurs, régulant le processus de charge.

Considérons un schéma de câblage simplifié pour une centrale solaire fonctionnant sans contrôleurs. Ceci est fait de sorte que vous ayez une compréhension claire de son objectif.

Un schéma simplifié d'une centrale électrique domestique avec une batterie solaire (cliquez sur l'image pour l'agrandir):

Dans ce circuit, le contrôleur est retiré et une diode ordinaire fonctionne à la place. Pourquoi as-tu fait ça?

La seule tâche du contrôleur est de recharger les batteries de stockage jusqu'à 14–14,5 V. Il le fait de différentes manières et fonctionne périodiquement:

• avec une activité solaire accrue,

• manque de consommation d'électricité (les batteries ne nourrissent rien - n'ont pas besoin d'être rechargées),

• faible capacité de la batterie quand ils ne peuvent pas faire face à la charge et une partie de l'énergie aux consommateurs provient des modules solaires.

La charge complète de la batterie est effectuée par le contrôleur MRPT, qui scanne le point avec la puissance de retour maximale de la batterie solaire (voir Comment les panneaux solaires sont-ils disposés et fonctionnent-ils?) Il s'agit de la conception la plus fiable mais la plus coûteuse. D'autres modèles, en particulier les développements On / Off, peuvent être remplacés par une diode de puissance.

Il ne permettra pas l'écoulement des batteries des batteries à la batterie solaire dans l'obscurité, empêchera leur décharge. Avec cette méthode, il n'est pas recommandé de laisser la centrale solaire sans charge pendant longtemps: les batteries seront rechargées sans aucune restriction, et nous devons assurer un équilibre entre la charge et la consommation d'énergie. Dans ce cas, il est possible d'exclure une partie de la batterie solaire du travail ou de commuter en plus une charge constante: ventilation, chauffage, lampes ...

L'utilisation d'une diode avec rejet du contrôleur réduit le coût du circuit, mais nécessite une surveillance plus attentive et des ajustements manuels du travail.

En conclusion, faites attention à la chose la plus importante dans la création du design: tous les éléments du système d'énergie solaire domestique fonctionnent dans un complexe, et doivent donc être bien sélectionnés et équilibrés entre eux et les consommateurs.

Les articles suivants discuteront du dispositif et du principe de fonctionnement des contrôleurs, onduleurs et batteries pour les centrales solaires domestiques.

Voir aussi: Batteries solaires: comment récupérer, faire fonctionner et restaurer les plaques (désulfate)